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本筆記爲筆者學習中國大學MOOC上計算機組成原理課程時結合課程PPT和自己總結所做,爲個人筆記,如果對你有所幫助的話,我很榮幸。
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計算機組成原理系列課程筆記入口:計算機組成原理[哈工大]
文章目錄
一、總線的基本概念
1.1 總線結構的計算機舉例
某一時刻,只允許一個部件向總線發送信號,但可以多個部件從總線接收。
如16條傳輸線組成的總線,可同時傳輸16位二進制代碼。
(1)單總線結構框圖
(2)面向CPU的雙總線結構框圖
(3)存儲器爲中心的雙總線結構框圖
二、總線的分類
三、總線特性及性能指標
3.1 總線物理實現
3.2 總線特性
3.3 總線的性能指標
3.4 總線標準
ISA、EISA、PCI、RS-232、USB等
四、總線結構
4.1 單總線結構
4.2 多總線結構
(1) 雙總線結構
(2)三總線結構
(3)三總線結構又一形式
(4) 四總線結構
4.3 總線結構舉例
(1)傳統微型機總線結構
(2)VL-BUS局部總線結構
(3)PCI總線結構
(4)多層PCI總線結構
目前計算機都採用什麼總線結構?採用哪些通信控制?
目前計算機多采用四總線結構:
局部總線:連接CPU與Cache/橋。
系統總線:連接Cache/橋與主存。
高速總線:連接Cache/橋與高速設備。
擴展總線:連接擴展總線接口與低速設備,其中擴展總線接口連接在高速總線上。
總線的通信控制包括:
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。
半同步通信:同步、異步相結合。
分離式通信:充分挖掘系統總線每個瞬間的潛力,特別是利用傳數階段準備數據時的總線空閒。
五、總線控制
5.1 總線判優控制
(1)基本概念
(2)鏈式查詢方式
特點:只需要很少幾根線皆可以按一定優先次序實現總線控制,易擴充設備,但對電路故障很敏感。
(3)計數器定時查詢方式
特點:計數可以從0開始,設備優先次序就是固定的;也可由終點開始,即是一種循環方法;設備優先級相等;初始值也可由程序設置,故優先次序可以改變。對電路敏感不如鏈式,但增加了主控制線(設備地址)數,控制比較複雜。
(4)獨立請求方式
特點:響應快,優先次序控制靈活(通過程序改變),但控制線數量多,總線控制更復雜。
另外,鏈式查詢僅用兩根線確定總線使用權屬於哪個設備,計數查詢大致用 〖log〗_2n 跟線,而獨立請求方式需採用 2n 跟線,其中n指最大設備數。
5.2 總線通信控制
(1)同步式數據輸入
(2)同步式數據輸出
特點:較簡單,但是主從模塊時間配合屬強制性“同步”,必須在限定時間內完成規定的要求。並且對所有從模塊都用同一時限,必然造成對各不相同速度的部件而言,必須按最慢速度部件來設計公共時鐘。一般用於總線長度短,各部件存取時間比較一致的場合。
(3)異步通信
(4)半同步通信(同步、異步結合)
特點:比異步簡單,全系統內各模塊又在統一系統系統控制下同步工作,可靠性較高,缺點是對系統時鐘頻率不能要求太高;整體來看速度也不是很高,適用於系統工作速度不高,但又包含許多工作速度差異較大的各類設備的簡單系統。
以上三種通信的特點
(5)分佈式通信
在分離式通信過程中:
- 各模塊有權申請佔用總線
- 採用同步的方式進行通信,不等對方問答
- 各模塊準備數據時,不佔用總線
- 總線被佔用時,無空閒.
這種方式比較複雜,更加適合大型機。