采用北桥／南桥体系结构的芯片组
! h: Q- c! y( `9 x9 r; w 谈及北桥／南桥芯片组，需从Intel公司生产芯片组说起。Intel公司最早推出的PC主板芯片组是82350芯片组，用于386DX与486处理器。这个芯片组不是很成功，主要是由于EISA总线不是十分
流行，再就是当时的芯片组生产厂商比较多。随着PCI总线的出现，Intel放弃了对EISA总线的支持，先后推出了支持PCI总线的486芯片组，即420TX、420EX和420ZX。该芯片组获得了很大成功。1993年3月随着Pentium处理器的出现，Intel还推出了其第一批Pentium芯片组(有人称之为第5代芯片组)，即430LX芯片组(后来又推出了多种430系列的芯片组)。到1994年，Intel就开始牢牢地控制着芯片组市场。当然，还有一些其他芯片组生产厂商分享芯片组市场，如AMD、VIA和SIS等。
i" E0 L6 V2 N# j% s Intel从486芯片组开始，就采用被称为北桥／南桥(North Bridge／South Bridge)的层次体系。虽然后来推出的采用这种体系结构的芯片组的功能在做调整和增强，以使微型计算机的系统结构更加合理，整体性能更强，但是它们有一个共同的特点，即南桥与北桥之间都是通过PCI总线相连的。在逻辑图表示(图11．1所示)中北桥位于PCI总线的上方，南桥位于PCI总线的下方。如果把逻辑图看成一张部件之间连接的“地图”，那么，位于上方为北，而位于下方为南。北桥、南桥的命名可能源于此，而英文词“Bridge"本身有桥、桥接或接通的意思，在这里表示实现不同部件之间的互连。
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: N/ I% P+ Q2 Z5 S- f0 S北桥离处理器最近(通过处理器总线与处理器直接相连)，负责管理处理器与某些模块之间的数据交换。这些模块具有较高的数据传输率，主要包括可能具有的高速缓存、系统主存储器、可能具有的图形控制器、PCI总线接口模块等。这些模块构成了微机系统的核心，因此北桥又称为核心逻辑(在第九章介绍AGP总线时曾这样称呼)，或称为主桥(Host Bridge)。作为例子，这里给出Intel 440BX芯片组的北桥芯片82443BX的结构简图(如图11．2所示)。
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该图略去了控制、缓冲等桥电路应具备的内部逻辑，主要体现出对外的接口模块。其中，Host接口是该芯片与处理器之间的接口，即通过相应的外围引线直接连接一到两个PentiumⅡ处理器(这之间的连线就是处理器总线)。DRAM接口实际是DRAM控制器。从PCI总线接口引出的就是PCI总线(为第O条PCI总线，前面已经讲过，借助于PCI到PCI桥等电路，一个微机系统中最多可拥有256条PCI总线)，该PCI接口支持：PCI V2．1。AGP接口用来接AGP图形设备，该接口支持2X AGP。从图11．2可以看出，北桥实际上是实现处理器与DRAM、PCI总线、AGP总线等的连接(包括对DRAM的控制)。
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南桥的主要作用是将PCI总线标准转换成其他的总线标准或接口标准，如ISA总线标准、USB总线标准、IDE接口标准等。同时，还负责微型计算机中一些系统控制与管理功能，如对中断请求的管理、对DMA传输的控制、负责系统的定时与计数等。图11．3所示是440BX芯片组的南桥芯片82371AB的结构简图。
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同样，该图略去了内部逻辑，而突出对外的接口模块。图中的PCI总线接口用于与PCI总线，即与北桥的连接。82371AB内部集成有PCI 到ISA桥，从ISA总线接口引出的就是ISA总线，其工作频率是PCI总线的四分之一(7．5 MHz～8．25 MHz)。该芯片的USB接口可引出两个USB 1．0端口。两个IDE接口可连接4个IDE设备(支持Ultra DMA33)。该芯片内部集成有两片82C37组成的DMA控制器、两片82C59组成的中断控制器以及基于82C54的定时器／计数器。该芯片还有一些重要模块，如电 源管理模块、实时时钟模块(RTC)等。
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需要指出，在芯片组体系结构中南桥在某种程度上是可以互换的，这就是说不同的芯片组经常设计为使用相同的南桥芯片。这种芯片组模块化设计使得主板生产成本降低，并提高了主板生产的灵活性。
8 o# M3 _! N& A8 f0 E, \ 在北桥／南桥体系结构的微型计算机系统中有时还需要一个独立的芯片，通常它不属于芯片组，可以由第三方(如National Semiconductor或Standard MicroSystems Corp等)提供。该芯片被称为Super I／O的芯片，附加到ISA总线上。实际上，它属于芯片组体系结构的第三个层次。Super I／O芯片将通常使用的外围设备，如并行接口、串行接口、软盘驱动器以及键盘／鼠标接口等，都合并到一块芯片里。
