計算機組成原理學習筆記(三)

哈嘍今天阿豬終於和小夥伴們在計算機組成原理這一板塊見面了,太長時間沒有跟新計算機組成原理不好意思久等了,我今天就帶領大家來學習總線這部分內容,好了接下來進入正式的學習

一.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的共享的傳輸介質總線上信息的傳送
  串行---------------
  並行------
    ------
    ------
總線結構的計算機舉例
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總線的分類
   1.片內部: 芯片內部的總線
  2.系統總線: 計算機各部件之間的信息傳輸線
  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
  3.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
總線特性及性能指標
一, 總線物理實現
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二, 總線特性

1. 機械特性:尺寸.形狀.管腳數.排列順序
   2. 電氣特性:傳輸方向.有效的電平範圍
   3. 功能特性:每根傳輸線的功能(地址.數據.控制)
   4. 時間特性:信號的時序關係

三, 總線的性能指標

1. 總線的寬度 數據線的根數
2. 標準傳輸率 每秒傳輸的最大字節數
3. 時間同步/異步 同步,不同步
4. 總線複用 地址線與數據線複用
5. 信號線數 地址線,數據線和控制線的總和
6. 總線控制方式 突發,自動,仲裁,邏輯,計數
7. 其他指標 負載能力

四, 總線的標準總線的結構

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五, 總線的控制

一.總線控制
1.基本概念
主設備(模塊):對總線有控制權
從設備(模塊):響應從主設備發出來的總線命令
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
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 注:在查詢鏈中離總線控制器最近的部件具有最高優先權,離總線控制器越遠,優先權越低。鏈式查詢通過接口的優先權排隊電路實現。

   優點:結構簡單,主要運用在簡單的嵌入式系統中

   缺點:速度慢,需要一直向下查詢,對電路故障特別敏感![在這裏插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200312234811964.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzQ2MzE1ODUy,size_16,color_FFFFFF,t_70)

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 注:同步通信採用速度最慢的那個模塊作爲標準,即使有關模塊的速度比較快,也要按照最慢的模塊進行設置。
一般應用在總線長度比較短,並且各個模塊的存取時間比較一致的情況下,使用同步式傳輸數據。

         同步通信的優點:同步通信具有較高的傳輸效率,可靠性較高
                  缺點:所有模塊都強求一致的同一時限,使設計缺乏靈活性。

二.總線通信控制
 1.目的:解決通信雙方協調配合
 2.總線傳輸週期:
    申請分配階段:主模塊申請,總線仲裁決定
    尋址階段:主模塊向從模塊給出地址和命令
    傳數階段:主模塊和從模塊交換數
    結束階段:主模塊撤銷有關信息
 3.總線通信的四種方式
 同步通信:由統一時標控制數據傳送
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 異步通信:採用應答方式,沒有公共時鐘標準
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 半同步通信:同步.異步結合, 
 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判斷識別
 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   
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注:半同步通信適用於系統工作速度不高,但又包含了許多工作差異較大的各類設備的簡單系統。

優點: 其控制方式比異步通信簡單。

缺點:對系統時鐘頻率不能要求太高,故從整體上來看,系統工作的速度不會太高。

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 分離式通信:充分挖掘系統總線每個瞬間
 
 分離式通信特點:
 1.各模塊有權申請佔用總線
 2.採用同步方式通信,不等對方回答
 3.各模塊準備數據時,不佔用總線
 4.總線被佔用時,無空閒
注:以上所有內容阿豬都是根據劉宏偉老師的《計算機組成原理》網絡課程歸納總結的,如有錯誤請指出來,喜歡的點贊偶,謝謝

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