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硬件接口的时钟频率与传输速度的关系——峰值带宽

硬件接口的时钟频率与传输速度的关系——峰值带宽
硬件接口的时钟频率与传输速度的关系——峰值带宽

、主板前端总线带宽;

2、CPU带宽;

3、内存带宽;

4、AGP带宽;

5、PCI带宽;

6、PCI-X带宽;

7、PCI-E带宽;

8、SATA硬盘带宽;

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在了解这些之前,我们有必要先了解一个词,叫做“峰值带宽”,名词解释来自百度词条:带宽这个词在电子学领域里很常用,它的意思是指波长、频率或能量带的范围,特指以每秒周数表示频带的上、下边界频率之差。可以显见带宽是用来描述频带宽度的,但是在数字传输方面,也常用带宽来衡量传输数据的能力。用它来表示单位时间内传输数据容量的大小,表示吞吐数据的能力。

在很多文章里往往看见关于带宽的各种描述,那么怎么计算有关存储器的带宽呢?对于存储器的带宽计算有下面的方法:

B表示带宽,F表示存储器时钟频率,D表示存储器数据总线位数,则带宽为:

B(峰值带宽)=F(时钟频率MHz)×D(总线位数bit)/8

例如,PC-100的SDRAM带宽计算如下:

100MHZ×64BIT/8=800MB/S

当然,这个计算方法是针对仅靠上升沿信号传输数据的SDRAM而言的,对于上升沿和下降沿都传输数据的DDR来说计算方法有点变化,应该在最后乘2,因为它的传输效率是双倍的,这也是DDR能够有如此高性能的重要原因。

那么有了这个公式,我们就可以去了解PC也好,Server也好的瓶颈以及如何判断的方法了!

首先要说的是,主板的前端总线,因为这个概念从我最初学计算机老师就讲过,但是到现在也没搞明白到底是什么意思,引一段ZOL的术语解释好了:

什么是前端总线:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/product_param/index498.html

引用内容

什么是总线?

微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用于插件板一级的互连;外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备进行信息与数据交换,它用于设备一级的互连。

什么是前端总线:

“前端总线”这个名称是由AMD在推出K7 CPU时提出的概念,但是一直以来都被大家误认为这个名词不过是外频的另一个名称。我们所说的外频指的是CPU与主板连接的速度,这个概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的,而前端总线的速度指的是数据传输的速度,由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与内存之间的数据传输量越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU。较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。

前端总线的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和CPU时,要注意两者搭配问题,一般来说,如果CPU不超频,那么前端总线是由CPU决定的,如果主板不支持CPU所需要的前端总线,系统就无法工作。也就是说,需要主板和CPU都支持某个前端总线,系统才能工作,只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的,因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以。

北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件,并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线(FSB)连接到北桥芯片,进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道,因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大,如果没足够快的前端总线,再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率,即数据带宽=(总线频率×数据位宽)÷8。目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种,前端总线频率越大,代表着CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大,更能充分发挥出CPU的功能。现在的CPU技术发展很快,运算速度提高很快,而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给CPU,较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU,这样就限制了CPU性能得发挥,成为系统瓶颈。显然同等条件下,前端总线越快,系统性能越好。

外频与前端总线频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度,外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;

而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是

100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s(1Byte=8bit)。

通过上述了解,相信我们对总线以及前端总线已经有了详细的认识,那么在哪里可以看到前端总线频率呢?一般在硬件规格里都有说明,比如说zol的报价网站,对于主板一般都有说明的,如果没有明确说明前端总线是多少兆赫,可以看下最大支持的内存频率,一般是一样的!

比如我的笔记本的主板是PM45芯片,前端总线FSB最高支持1066MHz,那么主板在配有单条1066频率的内存时的最大带宽就为1066MHz*64bit/8=8.5GB/S,如果两条内存组成双通道的话,最高带宽可为1066MHz*128bit/8=17GB/S,但实际上我的内存是DDR2 800的,所以目前的带宽只能用到800MHz*64bit/8=6.4GB/S,如下图:

CPU带宽(总线带宽):https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/2089.htm

前面我们已经有了公式了,因此我们直接用公式算就OK了

B表示带宽,F表示存储器时钟频率,D表示存储器数据总线位数,则带宽为:

B(峰值带宽)=F(时钟频率MHz)×D(总线位数bit)/8

这里公式有了,如何查看你的CPU的时钟频率与位宽呢?我们可以借助CPU-Z这个小工具,额定FSB就是时钟频率,指令集中的32或64就是cpu的位宽,我的是EM64T,也就是64位的CPU,那么EM64T又是什么意思呢?

引用内容

Intel的EM64T技术,EM64T技术官方全名是Extended Memory 64 Tenchnology 中文解释就是扩展64bit内存技术。现在的32位奔腾4 CPU都是采用IA-32指令集,EM64T其实就是在这个指令集的基础上进行扩展,我们将它命名为IA32e。Inteln这种实现64位的方法其实和AMD的x86-64技术有异曲同工之妙,都是通过64位扩展指令来实现兼容32位和64位的运算。另外不同的是Intel的EM64T技术设定了IA-32和IA-32e两种模式的激活程序,就是说EM64T需要满足特定条件才会激活。

那么我的CPU带宽是多少?800MHz*64/8=6.4GB/S。

内存带宽:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/7625.htm

引用内容

目前主流的内存有533、667、800、1066、1333等频率,那么他们的带宽依次就为:533MHz*64bit/8=4.2GB/S

667MHz*64bit/8=5.3GB/S

800MHz*64bit/8=6.4GB/S(这个就是我在用的内存了)

1066MHz*64bit/8=8.5GB/S

1333MHz*64bit/8=10.7GB/S

AGP带宽:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/4204.htm

引用内容

关于AGP (Accelerated Graphic Ports 或者Advanced Graphic Ports) 是当前被已经淘汰的图形系统接口。这项技术始于十四年以前,当时的3D图形加速技术开始流行并且迅速普

及,为了使系统和图形加速卡之间的数据传输获得比PCI总线更高的带宽,AGP便应运而生。

AGP vs PCI——理论上的较量

AGP和PCI根本上的区别在于AGP是一个“端口”,这意味着它只能接驳一个终端而这个终端又必须是图形加速卡。PCI则是一条总线,它可以连接许多不同种类的终端,可以是显卡,也可以是网卡或者SCSI卡,还有声卡,等等等等。所有这些不同的终端都必须共享这条PCI总线和它的带宽,而AGP则为图形加速卡提供了直接通向芯片组的专线,从那里它又可以通向CPU、系统内存或者PCI总线。

普通的PCI总线数据宽度为32位(bit),以33MHz的速度运行,这样它能提供的最大带宽就是4byte/sX33MHz=133MB/s。尽管新的PCI64/66规范提供了64位的数据宽度和66MHz的工作频率,带宽相应达到了533MB/s,但它面向的是需要极高数据带宽的I/O 控制器,比如IEEE1394或者千兆位的网卡,目前几乎没有得到任何支持。AGP同样是32位的数据宽度,但它的工作频率从66MHz开始,这样,按常规方法利用每个时钟周期的下降沿传输数据的AGP1X规范就能提供266MB/s的带宽,而AGP2X,通过同时利用时钟周期的上升和下降沿传输数据,可以达到533MB/s的带宽,比较新的AGP4X更是把带宽提高到了1066MB/s,而最新的AGP8X将带宽提高到了2.12GB/s

PCI(外设互联标准)总线带宽:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/18562.htm#1 PCI接口图(下图中画红圈的接口就是PCI接口);

引用内容

PCI(Peripheral Component Interconnect)

一种由英特尔(Intel)公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下,传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上满足了当时处理器的发展需要。

PCI-X总线带宽:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/351168.htm

PCI-X接口截图(下图红圈部分即为PCI-X接口):

引用内容

PCI-X接口是并连的PCI总线(Peripheral Components Interconnect)的更新版本,仍采用传统的总线技术,不过有更多数量的接线针脚,同时,如前所述的所有的连接装置会共享所有可用的频宽。

与原先PCI接口所不同的是:一改过去的32位,PCI-X采用64位宽度来传送数据,所以频宽自动就倍增两倍,而扩充槽的长度当然就不可避免的加大了,除此之外,其余的包含传输通讯协议、讯号和标准的接头格式都一并兼容,好处是3.3伏特的32位PCI适配卡可以用在PCI-X扩充槽上,当然如果你愿意,也可以将64位PCI-X适配卡接在32位PCI扩充槽上,不过,频宽速度将会大减。

这个总线宽度倍增的改良版本对一些专业储存控制器,例如SCSI、iSCSI、光纤信道(Fibre Channel)、10GBit以太网络和InfiniBand等其它传输装置,仍然无法提供足够的频宽,因此引进PCI-SIG(Special Interest Group)接口以提供数个不同速度等级,可以从PCI-X 66(Rev. 1.0b)一路上到PCI-X 533(Rev. 2.0)规格,以下表列这些技术细节:总线宽度频率速度功能频宽

PCI-X 66 64位66MHz Hot Plugging, 3.3 V 533MB/s

PCI-X 133 64位133MHz Hot Plugging, 3.3 V 1.06GB/s

PCI-X 266 64位/16位选项133MHzDouble Data Rate Hot Plugging, 3.3 & 1.5 V, ECC supported 2.13GB/s

PCI-X 533 64/16位选项133MHzQuad Data Rate Hot Plugging, 3.3 & 1.5 V, ECC supported 4.26GB

你可以看到当频率速度到达了PCI-X 133的133MHz时候,就再也升不上去,为了让频宽能够倍增,于是不惜将主存储器及前端总线上已经行之有年而且路人皆知的技术搬过来,因此,PCI-X 266用上Double Data Rate技术,让每一个时钟脉冲的上升与下降边缘都可以传输数据,所以有多出了一倍的机会来传输数据,而PCI-X 533规格更进一步采用每一个时钟脉冲可以传送四次(Quad Data Rate)的技术,英特尔早在所有的Pentium 4和Xeon处理器的前端总线就用上这些技术了。

PCI-E接口带宽:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/7901.htm

PCI-E接口图(下图中的红圈部分即为PCI-接口):

引用内容

PCI Express是新一代的总线接口,而采用此类接口的显卡产品,已经在2004年正式面世。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI 总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底,包括Intel、

AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。

PCI Express采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似。

PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式)。较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express 插槽中使用。PCI Express接口能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI Express卡支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为X16,将能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。

PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。例如,PCI Express X1规格支持双向数据传输,每向数据传输带宽250MB/s,PCI Express X1已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。因此,必须采用PCI Express X16,即16条点对点数据传输通道连接来取代传统的AGP总线。PCI Express X16也支持双向数据传输,每向数据传输带宽高达4GB/s,双向数据传输带宽有8GB/s之多,相比之下,目前广泛采用的AGP 8X数据传输只提供2.1GB/s的数据传输带宽。

尽管PCI Express技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCI Express X1和PCI Express X16将成为PCI Express主流规格,同时芯片组厂商将在南桥芯片当中添加对PCI Express X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI Express X16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外,PCI Express因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI Express接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI Express设备生产成本和体积。另外,PCI Express也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。

在兼容性方面,PCI Express在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说目前的驱动程序、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCI Express设备。PCI Express是新一代能够提供大量带宽和丰富功能以实现令人激动的新式图形应用的全新架构。PCI Express可以为带宽渴求型应用分配相应的带宽,大幅提高中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)之间的带宽。对最终用户而言,他们可以感受影院级图象效果,并获得无缝多媒体体验。

PCI Express采用串行方式传输Data。它和原有的ISA、PCI和AGP总线不同。这种传输方式,不必因为某个硬件的频率而影响到整个系统性能的发挥。当然了,整个系统依然

是一个整体,但是我们可以方便的提高某一频率低的硬件的频率,以便系统在没有瓶颈的环境下使用。以串行方式提升频率增进效能,关键的限制在于采用什么样的物理传输介质。目前人们普遍采用铜线路,而理论上铜这个材质可以提供的传输极限是10 Gbps。这也就是为什么PCI Express的极限传输速度的答案。

因为PCI Express工作模式是一种称之为“电压差式传输”的方式。两条铜线,通过相互间的电压差来表示逻辑符号0和1。以这种方式进行资料传输,可以支持极高的运行频率。所以在速度达到10Gbps后,只需换用光纤(Fibre Channel)就可以使之效能倍增。

PCI Express是下一阶段的主要传输总线带宽技术。然而,GPU对总线带宽的需求是子系统中最高的,显而易见的是,视频在PCI Express应占有一定的分量。显然,PCI Express 的提出,并非是总线形式的一个结束。恰恰相反,其技术的成熟仍旧需要这个时间。当然了,趁这个时间,那些芯片、主板、视频等厂家是否能出来支持是PCI Express发展的关键。不过,至今依然被看好的AGP8X的性能与PCI Express在性能上的差距虽然不是太明显,但是随着PCI Express的完善,其差距将是不言而喻的。

PCI-Express是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格,从PCI Express 1X到PCI Express 16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express 的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,就象当初PCI取代ISA一样,都会有个过渡的过程。

PCI Express x16 插槽

PCI Express x1 插槽

PCIe的规范主要是为了提升电脑内部所有总线的速度,因此频宽有多种不同规格标准,其中PCIe x16是专为显卡所设计的部分。AGP的资料传输效率最高为2.1GB/s,不过对上PCIe x16的8GB/s,很明显的就分出胜负,但8GB/s只有指资料传输的理想值,并不是使用PCIe接口的显示卡,就能够有突飞猛进的效能表现,实际的测试数据上并不会有

这么大的差异存在。

SATA接口:https://www.doczj.com/doc/9f8156432.html,/view/14194.htm

SATA接口图:

引用内容

SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件,一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,在当年的IDF Fall 大会上,Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准,正式宣告了SATA规范的确立。

2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立

了Serial ATA 2.0规范。SATA规范将硬盘的外部传输速率理论值提高到了150MB/s,比PATA标准ATA/100高出50%,比ATA/133也要高出约13%,而随着未来后续版本的发展,SATA接口的速率还可扩展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。从其发展计划来看,未来的SATA也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率,让硬盘也能够超频。

SATA接口需要硬件芯片的支持,例如Intel ICH5(R)、VIA VT8237、nVIDIA的MCP RAID和SiS964,如果主板南桥芯片不能直接支持的话,就需要选择第三方的芯片,例如Silicon Image 3112A芯片等,不过这样也就会产生一些硬件性能的差异,并且驱动程序也比较繁杂。

SATA的优势:支持热插拔,传输速度快,执行效率高使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是未来PC机硬盘的趋势。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA 总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有很多的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。

SATA的物理设计,可说是以Fibre Channel(光纤通道)作为蓝本,所以采用四芯接线;需求的电压则大幅度减低至250mV(最高500mV),较传统并行ATA接口的5V少上20倍!因此,厂商可以给Serial ATA硬盘附加上高级的硬盘功能,如热插拔(Hot Swapping)等。更重要的是,在连接形式上,除了传统的点对点(Point-to-Point)形式外,SATA还支持“星形”连接,这样就可以给RAID这样的高级应用提供设计上的便利;在实际的使用中,SATA的主机总线适配器(HBA,Host Bus Adapter)就好像网络上的交换机一样,可以实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯,即每个SATA硬盘都独占一个传输通道,所以不存在象并行ATA那样的主/从控制的问题。

Serial ATA规范不仅立足于未来,而且还保留了多种向后兼容方式,在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面,Serial ATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性,转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成Serial ATA硬盘能够使用的串行信号,目前已经有多种此类转接卡/转接头上市,这在某种程度上保护了原有投资,减小了升级成本;在软件方面,Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性,这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。

另外,Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多,而且容易收

放,对机箱内的气流及散热有明显改善。而且,SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行ATA不同,扩充性很强,即可以外置,外置式的机柜(JBOD)不单可提供更好的散热及插拔功能,而且更可以多重连接来防止单点故障;由于SATA和光纤通道的设计如出一辙,所以传输速度可用不同的通道来做保证,这在服务器和网络存储上具有重要意义。

Serial ATA相较并行ATA可谓优点多多,将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行ATA过渡到Serial ATA也是大势所趋,应该只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA 接口,例如Intel的ICH6系列南桥芯片相较于ICH5系列南桥芯片,所支持的SATA接口从2个增加到了4个,而并行ATA接口则从2个减少到了1个;nVidia的nForce4系列芯片组已经支持SATA II即Serial ATA 2.0,而且三星已经采用Marvell 88i6525 SOC芯片开发新一代的SATA II接口硬盘,并在2005年初推出。

2007年制定了SATA2及SATA2.5标准,速度达到3000Mbps(理论上等同于375MB/s ) 友情提示:基于本人亲身体会,发现SATA硬盘缺点明显,在大多数主板上对超频非常敏感,基本上一超频主板就无法识别SATA硬盘,因此奉劝那些超频玩家,买SATA硬盘时一定要确认你的主板支持锁定PCI-E/SATA,否则很可能出现一超频就无法识别硬盘的情况。

SATA拔插损坏的,一般都是不注意造成的,人为原因居多,当然也有用料太烂或者设计原因造成的,不过还是建议大家多看多细心,特别是拔有卡扣的SATA线时.

了解了以上内容以后,相信你就知道之前的一些误区了:

比如我之前遇到的PCI接口的Raid卡,测速只有90MB/S;

比如我之前听到的多PCI接口网卡分流,负载;

比如将来要了解到的SATA3.0标准等等;

这里再介绍大家一个软件,HWINFO32,这个软件可以帮助大家详细了解硬件的情况;

网络速度单位换算

网络速度换算单位说明: Kb/s表示千比特每秒,一般用于线路速度表示,KB/s表示千字节每秒,一般用于下载速度表示,b表示bit(比特),B表示Byte(字节),1Byte=8bit,故 1KB/s=8Kb/s。 1Mb/s=128KB/s、4Mb/s=512KB/s。 基础知识: 在计算机科学中,bit是表示信息的最小单位,叫做二进制位;一般用0和1表示。 Byte叫做字节,由8个位(8bit)组成一个字节(1Byte),用于表示计算机中的一个字符。 bit与Byte之间可以进行换算,其换算关系为: 1Byte=8bit(或简写为: 1B=8b);在实际应用中一般用简称,即1bit简写为1b(注意是小写英文字母b),1Byte简写为1B(注意是大写英文字母B)。 在计算机网络或者是网络运营商中,一般,宽带速率的单位用bps(或b/s)表示;bps表示比特每秒即表示每秒钟传输多少位信息,是bit per second的缩写。 在实际所说的1M带宽的意思是1Mbps(是兆比特每秒Mbps不是兆字节每秒MBps)。 建议用户记住以下换算公式: 1B=8b1B/s=8b/s(或1Bps=8bps)1KB=1024B 1KB/s=1024B/s1MB=1024KB 1MB/s=1024KB/s规范提示:

实际书写规范中B应表示Byte(字节),b应表示bit(比特),但在平时的实际书写中有的把bit和Byte都混写为b,如把Mb/s和MB/s都混写为Mb/s,导致人们在实际计算中因单位的混淆而出错。 切记注意!!!实例: 在我们实际上网应用中,下载软件时常常看到诸如下载速度显示为128KBps (KB/s),103KB/s等等宽带速率大小字样,因为ISP提供的线路带宽使用的单位是比特,而一般下载软件显示的是字节(1字节=8比特),所以要通过换算,才能得实际值。 然而我们可以按照换算公式换算一下: 128KB/s=128×8(Kb/s)=1024Kb/s=1Mb/s即128KB/s=1Mb/s。 512Kbps,表示512K比特/每秒512KBps,表示512K字节/每秒我们通常所说的512K的带宽,它所指的是512Kbps,即每秒下载速度为512K比特(bit),而不是字节(Byte)。 依照8比特=1字节,的换算公式,512Kbps=64KBps,即,每秒下载速度是64K字节。 在这64K的速度中,减去IP包头部信息所占用的字节数,并排除网络干扰的影响,能达到60K已经是很理想的速度了

硬件工程师必用的20个电子线路图

这20个电子线路图,硬件工程师一定用得上! 电子技术、无线电维修及SMT电子制造工艺技术绝不是一门容易学好、短时间内就能够掌握的学科。这门学科所涉及的方方面面很多,各方面又相互联系,作为初学者,首先要在整体上了解、初步掌握它。 无论是无线电爱好者还是维修技术人员,你能够说出电路板上那些小元件叫做什么,又有什么作用吗?如果想成为元件(芯片)级高手的话,掌握一些相关的电子知识是必不可少的。 普及DIP与SMT电子基础知识,拓宽思路交流,知识的积累是基础的基础,基础和基本功扎实了才能奠定攀登高峰阶梯!这就是基本功。 电子技术的历史背景: 早在两千多年前,人们就发现了电现象和磁现象。我国早在战国时期(公元前475一211年)就发明了司南。而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史。在第一次产业革命浪潮的推动下,许多科学家对电和磁现象进行了深入细致的研究,从而取得了重大进展。人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸,与磁学现象有类似之处。 1785年,法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上,提出了后人所称的“库仑定律”,使电学与磁学现象得到了统一。 1800年,意大利物理学家伏特研制出化学电池,用人工办法获得了连续电池,为后人对电和磁关系的研究创造了首要条件。

1822年,英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上,提出了电磁感应定律,证明了“磁”能够产生“电”,这就为发电机和电动机的原理奠定了基础。 1837年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机,之后,又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立了世界上第一条电报线路。1876 年,美国的贝尔发明了电话,实现了人类最早的模拟通信。英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上,提出了一套完整的“电磁理论”,表现为四个微分方程。这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”.麦克斯韦得出结论:运动着的电荷能产生电磁辐射,形成逐渐向外传播的、看不见的电磁波。他虽然并未提出“无线电”这个名词,但他的电磁理论却已经告诉人们,“电”是能够“无线”传播的。 对模拟电路的掌握分为三个层次: 初级层次 熟练记住这二十个电路,清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者,只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次 能分析这二十个电路中的关键元器件的作用,每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向,相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小,信号与阻抗的关系。有了这些电路知识,您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。

硬件电路设计过程经验分享 (1)

献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分,原理图,pcb,物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。

pcb涉及到实际的电路板,它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁),而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上,然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后,要用到哪些元器件应该有所归纳,所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel,也就是altimuml容易上手,在国内也比较流行,应付一般的工作已经足够,适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具,硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos,是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的工具,会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤): 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上,我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性,并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY),周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单,而且因为用的人多,许多元件都能找到现成的库,这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body,ic pins,input pin,output pin,analog pin,digital pin,power pin等区别。 2)有了充足的库之后,就可以在原理图上画图了,按照datasheet和系统设计的要

全方位讲述带宽概念

全方位讲述带宽概念 在各类电子设备和元器件中,我们都可以接触到带宽的概念,例如我们熟知的显示器的带宽、内存的带宽、总线的带宽和网络的带宽等等;对这些设备而言,带宽是一个非常重要的指标。不过容易让人迷惑的是,在显示器中它的单位是MHz,这是一个频率的概念;而在总线和内存中的单位则是GB/s,相当于数据传输率的概念;而在通讯领域,带宽的描述单位又变成了MHz、GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么?二者存在哪些方面的联系呢?本文就带你走入精彩的带宽世界。 一、 带宽的两种概念 如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释。大家都知道,各类复杂的电子电路无一例外都存在电感、电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间、导线与地之间便可以组成电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容、电感,都会对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质。这种效应与交流电信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度、令信号难以保持稳定时,整个电子电路自然就无法正常工作。为此,电子学上就提出了“带宽”的概念,它指的是电路可以保持稳定工作的频率范围。而属于该体系的有显示器带宽、通讯/网络中的带宽等等。 而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉,它所指的其实是数据传输率,譬如内存带宽、总线带宽、网络带宽等等,都是以“字节/秒”为单位。我们不清楚从什么时候起这些数据传输率的概念被称为“带宽”,但因业界与公众都接受了这种说法,代表数据传输率的带宽概念非常流行,尽管它与电子电路中“带宽”的本意相差很远。 对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计。它主要是由高频放大部分元件的特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多。这部分内容涉及到电路设计的知识,对此我们就不做深入的分析。而对于总线、内存中的带宽,决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽的乘积,因此带宽和工作频率、位宽两个指标成正比。不过工作频率或位宽并不

视频传输带宽换算

视频监控存储空间大小与传输带宽计算方法 在视频监控系统中,对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下 面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以介绍。 比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond),比特率越高,传送的数据越大。比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小的单位,要么是0,要么是1。比特率与音、视频压缩的关系,简单的说就是比特率越高,音、视频的质量就越好,但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。 码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下,视频文件的码流越大,压缩比就越小,画面质量就越高。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率,比如用FTP上传文件到网上去,影响上传速度的就是“上行速率”。 下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率,比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑,影响下传速度的就是“下行速率”。 不同的格式的比特率和码流的大小定义表: 传输带宽计算: 比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小; 注:监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽(监控点将视频信息上传到监控中心); 监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽(将监控点的视频信息下载到监控中心);例:电信2Mbps的ADSL宽带,理论上其上行带宽是512kbps=64kb/s,其下行带宽是2Mbps=256kb/s 例:监控分布在5个不同的地方,各地方的摄像机的路数:n=10(20路)1个监控中心,远程监看及存储视频信息,存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下: 地方监控点: CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为: 512Kbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)≈5120Kbps=5Mbps(上行带宽) 即:采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps; D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为 1.5Mbps,10路摄像机所需的数据传输带宽为:

硬件电路图

1.2 各模块电路说明
1.2.1 数码管显示模块
图 1.1 数码管显示模块电路
数码管的段信号由 FPGA 直接驱动,JP9,JP10 代表两个共阴极数码管的 A、B、C、D、E、F、Dp 段;
1.2.2 A/D 转换模块

图 1.2 A/D 转换模块电路
AD9288 是采用了并行双通道独立 8 位、 高速采样 (100MHZ) 的 A/D 器件, 模拟信号分别通过 INPUT_A、 INPUT_B 输入,时钟输入采用 FPGA 控制的 10-100MHZ 时钟信号,数据采用 8 位并行输出。FPGA 控制采 样率,此实验可以很快的验证采样定律。注意在使用该模块的过程中应该将入信号应该为调节到 0 到 1V 的 电压范围内的高频交流信号。
1.2.3 D/A 转换模块
图 1.3 D/A 转换模块电路
AD9767 是美国 ADI 公司出品的高速数模转换电路, 在单芯片上集成了 2 个独立的 14 位高速 D/A 转换 器。
1.2.4 以太网模块
图 1.4 以太网模块电路
该模块为百兆以太网设计模块,FPGA 通过排线连接对以太网数据进行读写和控制。

1.2.5 VGA 接口模块
图 1.5 VGA 模块电路
该模块采用 ADV7123 实现对 VGA 时序控制,完成画面显示。
1.2.6 PS/2 接口模块
图 1.6 PS/2 模块电路
该模块设计有两个 PS/2 接口,都可以接 PS/2 设备,其时钟线和数据线通过排线与 FPGA 相连。

硬件原理图设计规范(修订) V10

上海XXXX电子电器有限公司 原理图设计及评审规范 V1.0 拟制: 审查: 核准:

一.原理图格式: 原理图设计格式基本要求 : 清晰,准确,规范,易读.具体要求如下: 1.1 各功能块布局要合理,整份原理图需布局均衡.避免有些地方很 挤,而有些地方又很松,同 PCB 设计同等道理 . 1.2 尽量将各功能部分模块化(如步进电机驱动、直流电机驱动,PG 电机驱动,开关电源等), 以便于同类机型资源共享 , 各功能模块界线需清晰 . 1.3 接插口(如电源输入,输出负载接口,采样接口等)尽量分布在图 纸的四周围 , 示意出实际接口外形及每一接脚的功能 . 1.4 可调元件(如电位器 ), 切换开关等对应的功能需标识清楚。1.5 每一部件(如 TUNER,IC 等)电源的去耦电阻 / 电容需置于对应 脚的就近处 . 1.6 滤波器件(如高 / 低频滤波电容 , 电感)需置于作用部位的就 近处 . 1.7 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能 . 1.8 CPU 为整机的控制中心,接口线最多 . 故 CPU 周边需留多一些 空间进行布线及相关标注 , 而不致于显得过分拥挤 . 1.9 CPU 的设置二极管需于旁边做一表格进行对应设置的说明 . 1.10 重要器件(如接插座 ,IC, TUNER 等)外框用粗体线(统一 0.5mm). 1.11 用于标识的文字类型需统一 , 文字高度可分为几种(重要器件

如接插座、IC、TUNER 等可用大些的字 , 其它可统一用小些的 ). 1.12 元件标号照公司要求按功能块进行标识 . 1.13 元件参数 / 数值务求准确标识 . 特别留意功率电阻一定需标 明功率值 , 高耐压的滤波电容需标明耐压值 . 1.14 每张原理图都需有公司的标准图框 , 并标明对应图纸的功能 , 文件名 , 制图人名/ 确认人名 , 日期 , 版本号 . 1.15 设计初始阶段工程师完成原理图设计并自我审查合格后 , 需 提交给项目主管进行再审核 , 直到合格后才能开始进行 PCB 设计 . 二.原理图的设计规划: 2.原理图设计前的方案确认的基本原则: 2.1 需符合产品执行的标准与法规 包括国标,行规,企业标准,与客户的合同,技术协议等. 2.2 详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求。一般包括:精度/功能/功率/成本/强度/机构设计合理等考虑因素. 2.3产品的稳定性和可靠性设计原则:

内存还有CPU带宽如何计算

内存还有CPU带宽如何计算 2009年08月03日星期一下午04:05 CPU带宽是指CPU与北桥之间的数据传输率,从CPU前端总线带宽的计算方法“前端总线带宽=系统外频×N倍速×64位总线位宽/8”中,我们可以知道,P4系列133MHz外频即前端总线为533MHz(133MHz外频×4倍速)的CPU的传输带宽可达4.2GB/s(533MHz×8)速率。 由此我们可以换算出其他不同前端总线CPU的带宽:266MHz FSB的传输带宽为2.1GB/s;333MHz FSB的传输带宽为2.7GB/s;400MHz FSB的传输带宽为3.2GB/s;533MHz FSB 的传输带宽为4.2GB/s,800MHz FSB的传输带宽为6.4GB/s。 内存速率是指内存的工作频率,例如DDR266的工作频率即为266MHz,根据内存带宽的算法:带宽=总线位宽/8×一个时钟周期内交换的数据包个数×总线频率,DDR266的带宽=64/8×2×133=2128,它的传输带宽为2.1GB/s,因此DDR266又俗称为PC2100,这里的2100就是指其内存带宽约为2100MB。 同理,DDR333的工作频率为333MHz,传输带宽为2.7GB/s,俗称PC2700;DDR400的工作频率为400MHz,传输带宽为3.2GB/s,俗称PC3200。[/ 内存带宽计算公式:带宽=内存时钟频率×内存总线位数×倍增系数/8。以目前的DDR400内存为例,它的运行频率为200MHz,数据总线位数为64bit,由于上升沿和下降沿都传输数据,因此倍增系数为2,此时带宽为:200×64×2/8=3.2GB/s(如果是两条内存组成的双通道,那带宽则为6.4 GB/s)。很明显,在现有技术水准下,运行频率很难成倍提升,此时数据总线位数与倍增系数是技术突破点。 计算内存带宽 内存的带宽总量可能是决定一组内存的性能的重要标准之一了。这个是什么意思呢?其实真

带宽与下载速度计算

带宽,又叫频宽,在电子学领域里,带宽是用来描述频带宽度。但是在数字传输方面,常用带宽来衡量传输数据的能力。用它来表示单位时间(秒)内传输的数据量,即容量的大小,表示吞吐数据的能力。 带宽的单位一般有两种表现形式: 第一种是B/s、 K B/s、 M B/s,(字节、千字节、兆字节); 第二种是bps(b/s)、K bps(K b/s) 、M bps(M b/s),(比特、千比特、兆比特)。 比特(bit)是表示信息的最小单位,叫做二进制位,用0和1表示。 字节(Byte)是基础单位,由8个位(8bit)组成一个字节(1Byte),即1 Byte = 8bit; 在实际应用中,1bit简写为小写字母1b, 1Byte简写为大写字母1B。B/s表示字节每秒,b/s表示比特每秒;KB/s表示千字节每秒,Kb/s千比特每秒;MB/s表示兆字节每秒,Mb/s 兆比特每秒。 计算机数据单位间的换算公式:1B=8 b,1 B/s=8 bps (8 b/s); 1G =1024 M,1M =1024 KB,1KB =1024 B, 1M B/s=1024K B/s, 1K B/s=1024B/s, 1 B/s=8 bps (8 b/s) 1M B/s=8M bps (8M b/s), 1K B/s=8K bps (8K b/s) 例:在电信办理的4M(4M b/s)宽带,它指的单位是比特每秒,不是字节每秒,平时电脑上面的传输速度指的字节每秒,所以需要单位换算。 4Mbps =4*1024 Kbps =4096 Kbps ,先把兆比特换算千比特。 1 B/s=8 bps (8 b/s);4096 Kbps再除以8,就是51 2 KB/s,千比特换算成千字节. 1KB(Kilobyte)=1024B ,即2的10次方字节,读音“千字节” 1MB(Megabyte)=1024KiB,即2的20次方字节,读音“兆字节” 1GB(Gigabyte)=1024MiB,即2的30次方字节,读音“吉字节” 1TB(Terabyte)=1024GiB,即2的40次方字节,读音“太字节” 1PB(Petabyte)=1024TiB,即2的50次方字节,读音“拍字节” 1EB(Exabyte) =1024PiB,即2的60次方字节,读音“艾字节” 1ZB(Zettabyte)=1024EiB,即2的70次方字节,读音“Z字节” 1YB(Yottabyte)=1024ZiB,即2的80次方字节,读音“Y字节”

硬件-原理图布线图-设计审核表

硬件设计检查列表——Check List 产品名称开发代号 PCB P/N PCB 版本 PCBA P/N PCBA 版本 产品功能简述: 原理图设计部分(参考《电路原理图设计规范》) 1.电路图图幅选择是否合理。(单页,多页)是?否?免? 2.电路图标题栏、文件名是否规范。是?否?免? 3.元件大小、编号、封装是否有规律,是否符合要求。是?否?免? 4.元器件标注(名称,标称值,单位,型号,精度等)是否符合要求是?否?免? 5.元器件摆放和布局是否合理、清晰。是?否?免? 6.器件间连线是否正确,规范。是?否?免? 7.电气连线交叉点放置是否合理。是?否?免? 8.重要的电气节点是否明确标示。是?否?免? 9.重要网络号是否标准清晰。是?否?免? 10.是否对特殊部分添加注释。是?否?免? 11.零件选型是否符合要求(零件封装,可购买性,电压电流是否满足等)。是?否?免? 12.是否设计测试点,Jump点。是?否?免? 13.是否符合ESD保护设计要求。是?否?免? 14.是否符合EMI/EMC设计要求。是?否?免? 15.是否有过流、过压保护设计。是?否?免? 16.元器件选项是否能满足功能设计的功耗,电压,电流的要求。是?否?免? 17.时钟晶振电容是否匹配,晶振选项是否正确(有源、无源)。是?否?免? 18.I/O口开关量输入输出是否需要隔离。是?否?免? 19.上拉、下拉电阻设计是否合理。是?否?免? 20.是否进行过DRC检查。是?否?免? 21.是否存在方框图。是?否?免? 22.是否标注模块名称。是?否?免? 23.原理图层级结构是否合理、清晰。是?否?免? 24.标注部分字体、大小是否合理。是?否?免? 25.零件选型的可采购性。是?否?免? 26.零件选型的可生产性。是?否?免?Designed by:Checked by:Approved by:

硬件设计流程

硬件设计流程 一、硬件设计 1.1单板设计需求 单板设计之前需要明确单板的设计需求。单板的功能属性。单板的设计目的,使用场合,具体需求包括: 1.单板外部接口的种类,接口的数量,电气属性即电平标准。 2.单板内部的接口种类,电气属性。 3.单板外部输入电源大小 4.单板的尺寸 5.单板的使用场合,防护标准 若设计中需要用到CPU,需要确定设计中需要用到的FLASH大小和需求的内存的大小和CPU的处理能力。单板设计需求中需要明确单板的名字和版本并且要以文档的形式表现出来,是后续单板设计和追溯的主要依据。 单板设计需求完成之后,需要召开项目评审会,需要对设计需求说明中各类需求逐个确认。当各类需求均满足设计需要时则进入下一步。 1.2 单板设计说明 单板需求明确后,需要开始编写单板设计说明。其中需要包括单板设计所需要的各种信息如: 1.单板设计详细方案,需要具体到用到什么芯片,什么接口。 2.器件选型,器件选型需要满足设计的需求。 3.单板功耗、单板选型之后需要确定单板的功耗,为单板散热和电源设计提供依据 4.电源设计、电源设计需要包含单板中需要用到的各类电源。若相同的电源需要做隔离 的需要做需要详细指出。 5.时钟设计,单板若是用到多种时钟,则需要描述时钟的设计方法,时钟拓扑。 6.单板的实际尺寸 7.详细描述各个功能模块给出详细的设计方法 8.详细描述各接口的设计方法和接口的电气属性。 若设计模块有多种设计方法,选择在本设计中最佳的设计方案。若软件对单板中用到的器件有独特的要求,需要明确指出(如对某些制定管脚的使用情况)。除了各个功能模块之外单板设计说明中需要详细描述接口的防护方法。设计说明需要以文档的形式给出,是单板设计过程中重要的文档,其中需要包括单板的名称和单板的版本。如果有条件单板设计说明完成后项目中进行评审。 1.3原理图设计 设计说明完成之后就要开始单板的原理图设计,单板设计说明是单板原理图设计的重要依据。原理图设计之气需要确定单板设计用用到的各个器件原理图库中是否具有原理图符号,如果没有需要提前绘制。新绘制的原理图符号需要反应器件的电气属性,器件型号,最好包含品号信息,绘制完成之后将其放到相应的库中,原理图设计需要包含: 1.各个器件接口的正确电气连接。 2.原理图中的各个器件需要有单独的位号。 3.原理图中需要包含安装孔和定位孔。 4.原理图中的兼容设计或者在实际应用中不需要焊接的器件需要在原理图中明确标出。 原理图的名字需要和单板的名字一致。考虑到单板上所用器件可能会有较长的采购周

内存传输标准

支持内存 传输标准 内存传输标准是指主板所支持的内存传输带宽大小或主板所支持的内存的工作频率。不同类型的内存其传输标准是不相同的。主板支持内存传输标准决定着,主板所能采用最高性能的内存规格,是 选择购买主板的关键之一。 以下分别说明各种主流内存的传输标准。SDRAM内存传输标准 DDR SDRAM内存传输标准 DDR2内存传输标准 RDRAM内存传输标准 SDRA M传输 标准 标准的SDRAM分为66MHz SDRAM(即俗称的PC 66,但PC 66并非正规术语),PC 100以及PC 133,其标准工作频率分别为66MHz,100MHz和133MHz,对应的内存传输带宽分别为533MB/sec,800MB/sec 和1.06GB/sec。非标准的还有PC 150等。需要注意的是,对所有的内存而言,内存的标准工作频率只是 指其在此频率下能稳定工作,而并非只能工作在该频率下。高标准的SDRAM可以工作在较低的频率下, 例如PC 133也可以工作在100MHz,只是此时内存性能不能得到完全发挥,性能大打折扣;而低标准的内 存通过超频也可以工作在较高频率上以获得较高的内存性能,只是稳定性和可靠性要大打折扣。

SDRAM 内存传输标准表: DDR 传输 标准 标准的DDR SDRAM分为DDR 200,DDR 266,DDR 333以及DDR 400,其标准工作频率分别100MHz,133MHz,166MHz和200MHz,对应的内存传输带宽分别为1.6GB/sec,2.12GB/sec,2.66GB/sec和3.2GB/sec, 非标准的还有DDR 433,DDR 500等等。初学者常被DDR 266,PC 2100等字眼搞混淆,在这里要说明一下, DDR 266与PC 2100其实就是一回事,只是表述方法不同罢了。DDR 266是指的该内存的工作频率(实际工 作频率为133MHz,等效于266MHz 的SDRAM),而PC 2100则是指其内存传输带宽(2100MB/sec)。同理, PC 1600就是DDR 200,PC 2700就是DDR 333,PC 3200就是DDR 400。 DDR SDRAM内存传输标准表: DDR2内 存传输标 准

传输带宽计算方法

比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond),比 特率越高,传送的数据越大。比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示,而比特就是二进制里面最小的单位,要么是0,要 么是1。比特率与音、视频压缩的关系,简单的说就是比特率越高,音、视频的质量就越好,但编码后的文件就越大;如果比特率越少则情况刚好相反。 码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫码 率,是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下,视频文件的码 流越大,压缩比就越小,画面质量就越咼。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率,比如用FTP上传文件到网上去,影响上传速度的就是“上行速率”。 下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率,比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑,影响下传速度的就是“下行速率”。 不同的格式的比特率和码流的大小定义表: 传输带宽计算: 比特率大小X摄像机的路数=网络带宽至少大小; 注:监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽(监控点将视频信息上传到监控中心);监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽(将监控点的视频信息下载到监控中心);例:电信2Mbps的ADSL宽带,理论上其上行带宽是512kbps=64kb/s,其下行带宽是2Mbps=256kb/s

例:监控分布在5个不同的地方,各地方的摄像机的路数:n=10(20路)1 个监控中心,远程监看及存储视频信息,存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下: 地方监控点: CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps,即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps, 10路摄像机所需的数据传输带宽为: 512Kbps(视频格式的比特率)X 10(摄像机的路 数)?5120Kbps=5Mbps上行带宽) 即:采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps; D1视频格式每路摄像头的比特率为,即每路摄像头所需的数据传输带宽为,10路摄像机所需的数据传输带宽为: (视频格式的比特率)X 10(摄像机的路数)=15Mbps(上行带宽) 即:采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps; 720P(100万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps 10路摄像机所需的数据传输带宽为: 2Mbps(视频格式的比特率)X 10(摄像机的路数)=20Mbps(上行带宽) 即:采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为 20Mbps; 像头所需的数据传输带宽为4Mbps 10路摄像机所需的数据传输带宽为:

硬件原理图设计规范

0目录 0目录 (2) 1概述 (3) 1.1背景 (3) 1.2术语与缩写解释 (3) 2设计工具 (4) 3图纸规格及总体要求 (5) 3.1纸张规格 (5) 3.2标题栏 (5) 3.3其它要求 (5) 4器件图库 (5) 4.1器件图形符号 (6) 4.2管脚 (6) 4.3封装 (6) 4.4器件代号 (7) 4.5器件型号与标称值 (9) 4.5.1集成电路与晶体管 (9) 4.5.2电阻类 (9) 4.5.3电容类 (10) 4.5.4电感类 (10) 4.5.5晶体、晶振类 (11) 4.5.6保险管 (11) 4.5.7开关与接插件 (11) 4.5.8指示灯 (11) 4.5.9变压器 (11)

4.5.10其它 (11) 5绘图布局 (12) 6网络连接 (12) 6.1电气连接线 (12) 6.2总线 (13) 6.3网络标号 (13) 6.4端口 (13) 6.5电源与地的连接 (13) 7绘制方法 (14) 8注释 (15) 9文件入库命名 (15) 1概述 1.1背景 为提高设计文档的可读性和可移植性、从而提高开发效率和产品质量,必须规范原理图设计,特制定本规范。 制定本规范的总体原则是方便阅读、移植和维护,减少错误。其中的“阅读”不仅包括在电脑上查阅,更注重打印出的纸稿的阅读,所以电脑上的“搜索”功能和颜色上的区别不能作为可读性强的依据。 1.2 术语与缩写解释 原理图:Schematic diagram,用图形符号并按其工作顺序排列,详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系,而不考虑其实际位置的一

种简图,供详细了解工作原理、分析和计算电路特性之用。国标中称之为电路图,Circuit diagram。 图框:Frame,规定在图纸幅面上绘图的有效面积,保证图素不超出或太靠近纸页边缘。 标题栏:Title column,用以确定图纸名称、图号、张次、更改和有关人员签署等内容的栏目。 器件代号:Item code,在原理图中,为了便于查找、区分图形符号所表示的各种元器件和表示元器件序列号的代码。 标称值:Part value,表示项目类的电气参数的数字或型号的代码。 器件图形符号(图符):指在原理图绘制工具中,由器件库编辑所生成的代表特定元器件实物的图形元素符号,在系统中是一个整体的图形元素。 电气连接线:Wire,在原理图中,起电气连接关系的线段。 总线:Bus,在原理图中用于连接同类型的信号组,无实际连接作用,仅供阅读方便。 网络:Net,在原理图中,连接在同一条电气连接线上的所有元件和连接在一起的所有电气连接线构成的一个连接关系。 网络标号:Net label,在原理图中,每一个网络都对应一个相应的名称。 端口:Port,在原理图中,信号线在不同页面或层次间的连接,由定义的特殊的连接符号来标识。 注释:Annotation,在图中用以解释说明的文字、图形和标注。 网络表:Net list,用以标识原理图中所有电气元件的电气连接关系网络和器件封装信息的文件。 2设计工具 全公司应使用统一的设计工具,目前为Altium Designer 16,如需要更换设计平台,必须由相关部门组织评审。更换平台时应寻找合适的工具能够对以前的产品进行转换。

各种带宽概念详解,适合初学者

?什么是带宽? ? 在各类电子设备和元器件中,我们都可以接触到带宽的概念,例如我们熟知的显示器的带宽,内存的带宽,总线的带宽和网络的带宽等等;对这些设备而言,带宽是一个 非常重要的指标.不过容易让人迷惑的是,在显示器中它的单位是MHz,这是一个频率 的概念;而在总线和内存中的单位则是GB/s,相当于数据传输率的概念;而在通讯领域, 带宽的描述单位又变成了MHz,GHz……这两种不同单位的带宽表达的是同一个内涵么 二者存在哪些方面的联系呢本文就带你走入精彩的带宽世界. 一, 带宽的两种概念 第一种如果从电子电路角度出发,带宽(Bandwidth)本意指的是电子电路中存在一个固有通频带,这个概念或许比较抽象,我们有必要作进一步解释.大家都知道,各类复杂 的电子电路无一例外都存在电感,电容或相当功能的储能元件,即使没有采用现成的电 感线圈或电容,导线自身就是一个电感,而导线与导线之间,导线与地之间便可以组成 电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容;不管是哪种类型的电容,电感,都会 对信号起着阻滞作用从而消耗信号能量,严重的话会影响信号品质.这种效应与交流电 信号的频率成正比关系,当频率高到一定程度,令信号难以保持稳定时,整个电子电路 自然就无法正常工作.为此,电子学上就提出了"带宽"的概念,它指的是电路可以保 持稳定工作的频率范围.而属于该体系的有显示器带宽,通讯/网络中的带宽等等. 而第二种带宽的概念大家也许会更熟悉,它所指的其实是数据传输率,譬如内存带宽,总线带宽,网络带宽等等,都是以"字节/秒"为单位.我们不清楚从什么时候起 这些数据传输率的概念被称为"带宽",但因业界与公众都接受了这种说法,代表数据 传输率的带宽概念非常流行,尽管它与电子电路中"带宽"的本意相差很远. 区别:对于电子电路中的带宽,决定因素在于电路设计.它主要是由高频放大部分元件的特性决定,而高频电路的设计是比较困难的部分,成本也比普通电路要高很多.这部分 内容涉及到电路设计的知识,对此我们就不做深入的分析.而对于总线,内存中的带宽, 决定其数值的主要因素在于工作频率和位宽,在这两个领域,带宽等于工作频率与位宽 的乘积,因此带宽和工作频率,位宽两个指标成正比.不过工作频率或位宽并不能无限制提高,它们受到很多因素的制约。 我们会在接下来的总线,内存部分对其作专门论述. 二, 总线中的带宽 在计算机系统中,总线的作用就好比是人体中的神经系统,它承担的是所有数据传输的职责,而各个子系统间都必须籍由总线才能通讯,例如,CPU和北桥间有前端总线, 北桥与显卡间为AGP总线,芯片组间有南北桥总线,各类扩展设备通过PCI,PCI-X总 线与系统连接;主机与外部设备的连接也是通过总线进行,如目前流行的USB 2.0, IEEE1394总线等等,一句话,在一部计算机系统内,所有数据交换的需求都必须通过总 线来实现! 按照工作模式不同,总线可分为两种类型,一种是并行总线,它在同一时刻可以传输多位数据,好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路,而且它还有双向单向之分;另 一种为串行总线,它在同一时刻只能传输一个数据,好比只容许一辆车行走的狭窄道路, 数据必须一个接一个传输,看起来仿佛一个长长的数据串,故称为"串行". 并行总线和串行总线的描述参数存在一定差别.对并行总线来说,描述的性能参数 有以下三个:总线宽度,时钟频率,数据传输频率.其中,总线宽度就是该总线可同时

网络带宽和下载速度的换算方法_为什么换算要除以8

网络带宽和下载速度的换算方法为什么换算要除以8 1.计算光纤传输的真实速度 使用光纤连接网络具有传输速度快。衰减少等特点。因此很多公司的网络出口都使用光纤。一般网络服务商声称光纤的速度为“5M”,那么他的下载真实速度是多少那?我们来计算一下,一般的情况下,“5M”实际上就是5000Kbit/s(按千进位计算)这就存在一个换算的问题。Byte和bit是不同的。1Byte=8bit.而我们常说的下载速度都指的是Byte/s 因此电信所说的“5M”经过还换算后就成为了(5000/8)KByte/s=625KByte/s这样我们平时下载速度最高就是625KByte/s常常表示625KB/S在实际的情况中。理论值最高为625KB/S。那么还要排除网络损耗以及线路衰减等原因因此真正的下载速度可能还不到600KB/S 不过只要是550KB/S以上都算正常 2.计算ADSL的真实速度 ADSL是大家经常使用的上网方式。那么电信和网通声称的“512K”ADSL下载速度是多少呢? 换算方法为512Kbit/s=(512/8)KByte/s=64KByte/s,考虑线路等损耗实际的下载速度在50KB/S以上就算正常了那么“1MB”那?大家算算吧答案是125KByte/s 3.计算内网的传输速度 经常有人抱怨内网的传输的数度慢那么真实情况下的10/100MBPS网卡的速度应该有多块呢? 网卡的100Mbps同样是以bit/s来定义的所以100Mb/S=100000KByte/s=(100000/8)KByte/s=12500KByte/s 在理论上1秒钟可以传输12.5MB的速据考虑到干扰的因素每秒传输只要超过10MB就是正常了现在出现了1000Mbps的网卡那么速度就是100MB/S 特别提示: (1)关于bit(比特)/second(秒)与Byte(字节)/s(秒)的换算说明:线路单位是bps,表示bit(比特)/second(秒),注意是小写字母b;用户在网上下载时显示的速率单位往往是Byte(字节)/s(秒),注意是大写字母B。字节和比特之间的关系为1Byte=8Bits;再加上IP包头、HTTP 包头等因网络传输协议增加的传输量,显示1KByte/s下载速率时,线路实际传输速率约10kbps。例如:下载显示是50KByte/s时,实际已经达到了500Kbps的速度。切记注意单位!!! (2)用户申请的宽带业务速率指技术上所能达到的最大理论速率值,用户上网时还受到用户电脑软硬件的配置、所浏览网站的位置、对端网站带宽等情况的影响,故用户上网时的速率通常低于理论速率值。 (3)理论上:2M(即2Mb/s)宽带理论速率是:256KB/s(即2048Kb/s),实际速率大约为103--200kB/s;(其原因是受用户计算机性能、网络设备质量、资源使用情况、网络高峰期、网站服务能力、线路衰耗,信号衰减等多因素的影响而造成的)。4M(即4Mb/s)的宽带理论速率是:512KB/s,实际速率大约为200---440kB/s。 宽带网速计算方法 基础知识:

硬件电路原理图设计审核思路和方法

硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求,从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求; 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案,对CPU进行选型,CPU 选型有以下几点要求: a)性价比高; b)容易开发:体现在硬件调试工具种类多,参考设计多,软件资源丰富,成功案例多; c)可扩展性好; 3、针对已经选定的CPU芯片,选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计,一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证,比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板,我们参考得是yosemite开发板,厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西,也应该是经过严格验证的,否则也会影响到他们的芯片推广应用,纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方,CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的,当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同,可以细读CPU芯片手册和勘误表,或者找厂商确认;另外在设计之前,最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证,如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的;但要注意一点,现在很多CPU 都有若干种启动模式,我们要选一种最适合的启动模式,或者做成兼容设计;

4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型,元器件选型应该遵守 以下原则: a)普遍性原则:所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片,减少风险; b)高性价比原则:在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,减少成本; c)采购方便原则:尽量选择容易买到,供货周期短的元器件; d)持续发展原则:尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件;e)可替代原则:尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件;f)向上兼容原则:尽量选择以前老产品用过的元器件; g)资源节约原则:尽量用上元器件的全部功能和管脚; 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改,修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计,如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的,那么基本可以放心参照设计,但即使只有一个参考设计与其他的不一样,也不能简单地少数服从多数,而是要细读芯片数据手册,深入理解那些管脚含义,多方讨论,联系芯片厂技术支持,最终确定科学、正确的连接方式,如果仍有疑义,可以做兼容设计;这是整个原理图设计过程中最关键的部分,我们必须做到以下几点: a)对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计,越难的应该越多,成功参考设计是“前人”的经验和财富,我们理当借鉴吸收,站在“前人”的肩膀上,也就提高了自己的起点;

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