如何从 RAM 中获取数据？答案

【问题标题】：How is data from the RAM fetched?如何从 RAM 中获取数据？
【发布时间】：2012-03-17 14:41:23
【问题描述】：

在 C 中，每个字节都是可单独寻址的。假设一个整数（比如说它使用 4 个字节）有一个地址 0xaddr（这是 32 位，假设我们有一个 32 位处理器，具有 32 位地址总线和 32 位数据总线）并假设整数的值是 @ 987654323@。现在，如果我从内存中获取这个值，处理器是如何做到这一点的？处理器是否将0xaddr（32 位地址）放在地址线上，然后获取 8 位数据，比如0x12。然后处理器将在地址线上调整0xaddr+1，然后获取另一个 8 位数据0x34，依此类推以获得 4 个整数字节？还是处理器只是放置0xaddr 并一次读取 4 个字节，从而利用其完整的 32 位数据总线？

【问题讨论】：

视情况而定。您在说哪个确切的处理器？ IIRC 8086 有一个 16 位数据总线。许多较新的型号（奔腾及更高版本）具有 64 位 FSB。
@harold : 你能告诉我它对于不同的处理器有什么不同吗？我问的是一般性问题，而不是特定于任何处理器。 8086 有 16 位数据总线，32 位数据总线和 64 位数据总线如何？谢谢
它比简单的数据总线复杂得多，还有缓存
@KarolyHorvath : 你能解释一下或者给我一些可以回答这个问题的文章吗？
en.wikipedia.org/wiki/Multiplexer

标签： c memory x86 ram

【解决方案1】：

This is a well known article 由 GNU C 库负责人编写，描述了内存访问（特别是在 x86 - 当前 PC - 系统中）。它比您可能需要的详细得多。

整篇文章分布在很多部分：

我要添加到 gbulmer 的答案中的一件事是，在许多系统中，获取数据流的速度比获取单个单词所期望的要快。换句话说，选择要读取的位置需要一些时间，但是您已经选择了一个，从该点读取，然后是下一个 32 或 64 或任何位，然后下一个...比切换到更快一些未连接的地方并读取另一个值。

主导现代编程的不是从主板上的内存中获取数据的行为，而是数据是否在 cpu 缓存中。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您在网上搜索“计算机架构”，您可能会得到一些问题的答案。

对于您的具体问题，一台具有 32 位数据和地址总线的 32 位计算机，对于一个简单的情况，没有混淆硬件。它将从 32 位宽的内存中读取 32 位。

这是自 1970 年代后期以来作为小型计算机（例如 DEC VAX）而存在的那种硬件，并且仍然作为微处理器（x86、ARM、Cortex-A8、MIPS32）和某些微控制器（例如 ARM、Cortex-M3）内部存在、PIC32 等）。

最简单的情况：地址总线是一组信号（线），它们将地址信号传送到内存，再加上一些信号来传达内存是“读取”还是“写入”（数据方向），以及地址和数据方向线是有效的。在您的示例中，可能有 32 根线来承载地址的位模式。

数据总线是第二组线路，用于将值与内存进行通信。内存可能会断言一个信号表明数据有效，但它可能足够快，以至于一切都“正常工作”。

当处理器将地址放在地址信号上，表示它要从内存中读取（数据方向为“读取”），内存将检索存储在该地址的值，并将其放在数据总线信号上。处理器（在适当的延迟和信号之后）将对数据总线线路进行采样，这就是它使用的值。

处理器可能会读取整个 32 位，并在内部提取一个字节（如果这是指令所需的全部），或者外部地址总线可能会提供额外的信号，以便构建外部存储器系统以提供适当的字节，双字节或四字节值。多年来，ARM 处理器架构的版本只能读取整个 32 位，而更小的部分，例如一个字节，是在内部提取的。

您可以在http://www.cpu-world.com/info/Pinouts/68000.html 看到此类信号集的示例该芯片只有一个 24 位地址总线和一个 16 位数据总线。它有两个信号（UDS 和 LDS），分别指示是否正在使用高位数据信号、低位数据信号或两者。

我在 research.cs.tamu.edu/prism/lectures/mbsd/mbsd_l15.pdf 找到了相当详细的解释我是通过搜索“68000 memory bus cycle”找到的。

您可能有用地寻找 MIPS、ARM 或 x86 来查看它们的总线周期。

【讨论】：