一、總線的基本概念
總線是連接各個部件的信息傳輸線,是各個部件共享的傳輸介質。
總線結構的計算機舉例:
單總線結構框圖;
面向 CPU 的雙總線結構框圖;
以存儲器爲中心的雙總線結構框圖;
二、總線的分類
片內總線: 芯片內部 的總線;
系統總線: 計算機各部件之間 的信息傳輸線;
包括:
- 數據總線:雙向 與機器字長、存儲字長有關;
- 地址總線:單向 與存儲地址、 I/O地址有關;
- 控制總線:有出 有入;
通信總線: 用於 計算機系統之間 或 計算機系統與其他系統(如控制儀表、移動通信等)之間的通信。
傳輸方式:
- 串行通信總線;
- 並行通信總線;
三、總線特性及性能指標
總線特性::
- 機械特性:尺寸、形狀、管腳數 及 排列順序;
- 電氣特性:傳輸方向 和有效的 電平 範圍;
- 功能特性:每根傳輸線的 功能(地址、數據、控制);
- 時間特性:信號的 時序 關係;
總線的性能指標:
- 總線寬度:數據線的根數;
- 標準傳輸率:每秒傳輸的最大字節數(MBps);
- 時鐘同步/異步:同步、不同步;
- 總線複用:地址線 與 數據線 複用;
- 信號線數:地址線、數據線和控制線的 總和;
- 總線控制方式:突發、自動、仲裁、邏輯、計數;
- 負載能力;
四、總線控制
總線判優控制:
基本概念:
主設備( 模塊):總線的主設備是指獲得總線控制權的設備;
從設備( 模塊):總線的從設備是指被主設備訪問的設備,只能響應從主設備發來的各種總線命令;
總線判優控制:
集中式:鏈式查詢、計數器定時查詢、獨立請求方式;
分佈式;
鏈式查詢方式:
計數器定時查詢方式:
獨立請求方式:
總線通信控制:
目的:
總線通信主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結束,解決通信雙方協調配合問題。
總線傳輸週期:
申請分配階段:主模塊申請;
尋址階段:主模塊向從模塊 給出地址 和 ;
傳數階段:主模塊和從模塊 交換數據;
結束階段:主模塊 撤消有關信息;
總線通信的四種方式:
同步通信:由統一時標 控制數據傳送;
異步通信:採用 應答方式,沒有公共時鐘標準;
不互鎖 半互鎖 全互鎖;
同步:
發送方—用系統時鐘前沿發信號;
接收方—用系統 時鐘後沿 ;
異步:
允許不同速度的模塊和諧工作增加一條;
“等待”響應信號 WAIT;
半同步通信:
同步 、 異步結合;
分離式通信:
充分挖掘系統總線每個瞬間的潛力;
充分提高了總線的有效佔用;
課後習題:
從本篇歸納總結《計算機組成原理(第2版)唐朔飛》第一書的知識點。
文章中的圖片來源於“哈爾濱工業大學 劉宏偉老師的課程 PPT”。
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