前面的文章，我们了解SoC的概念、IP核的概念、设计流程等内容，今天我们谈谈SoC常用的总线系统。

总线的概念

总线就像是系统内部以及相互之间信息传递的公共通路,它是计算机或是系统的基础。

系统的总线结构就像是一个国家的交通系统。根据对时效性、对象等的不同要求，一个国家的交通系统分为了：航空、铁路、公路、轮船以及新兴的动车、地铁等方式。

同理，一个嵌入式系统也根据要传输的对象、来源、重要性的不同，形成了几大总线结构。

利用总线技术的优点就在于能够大大简化系统结构，增加系统的兼容性、开放性、可靠性和可维护性，便于实行标准化以及组织规模化的生产，从而显著降低系统成本。

总线的分类

通常我们将总线分为两大类：系统总线和片上总线（因为AMBA总线比较复杂，需要单独来谈，故本篇文章先不涉及）。

系统总线

系统总线又叫做板级总线。顾名思义，该总线是用来连接各个部件而形成一个系统的。

在系统总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息，因此系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB、地址总线AB、和控制总线CB.

常用的有PCI总线和ISA总线。

• PCI总线

PCI总线是一种高性能的局部总线，是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出的。它定义了32位数据总线，且能够扩展为64位。其功能比下面提到的ISA总线有了很大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率达132MB/s，能够同时支持多组外围设备。

在数字图形、图像和语音处理，以及高速实时数据采集与处理等对数据传输率要求较高的应用中，采用PCI总线来进行数据传输，可以解决原有的标准总线数据传输率低带来的瓶颈问题。

PCI提供了一组完整的总线接口规范，其目的是描述如何将计算机系统中的外围设备以一种结构化和可控化的方式连接在一起，同时它还刻画了外围设备在连接时的电气特性和行为规约，并且详细定义了计算机系统中的各个不同部件之间应该如何正确地进行交互。

• ISA总线

ISA总线标准是IBM为了推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫做AT总线。它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。

• 两者的区别

同ISA总线不同，PCI将计算机系统中的总线子系统与存储子系统完全地分开，CPU通过一块称为PCI桥的设备来完成同总线子系统的交互。

由于使用了更高的时钟频率，因此PCI总线能够获得比ISA总线更好的整体性能。PCI总线的时钟频率一般在25MHz到33MHz范围内，有些甚至能够达到66MHz或者133MHz，而在64位系统中则最高能达到266MHz。

尽管目前PCI设备大多采用32位数据总线，但PCI规范中已经给出了64位的扩展实现，从而使PCI总线能够更好地实现平台无关性，现在PCI总线已经能够用于IA-32、Alpha、PowerPC、SPARC64和IA-64等体系结构中。

一般意义上，PCI总线能够替代ISA总线，最主要有以下几个原因：

1. PCI总线的地址总线和数据总线是分时复用的。
2. 在计算机和外设见传输数据是又更好的性能。
3. 能够独立于具体的平台。
4. 实现了中断的共享。

片内总线

片内总线将处理器的所有结构单元内部相连。它的宽度是8、16、32或是64位。

（1）I2C总线：同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

（2）SPI总线：串行外围设备接口总线，其为一种全双工同步串行总线，该总线大量用在和EEPROM、ADC、FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。其主要特点是：能够同时发出和接收串行数据；能够当做主机或是从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志等。

（3）SCI总线：一种通用的异步通信接口。

小结

正是因为这些总线的相互配合，才搭建起了整个信息传输的系统，所以希望大家能够对平时接触到的总线，多看协议，多跑仿真，不断强化对总线系统的理解。