計算機組成原理————總線

廣義地講,任何連接兩個以上電子元器件的導線都可以稱爲總線。通常可分爲4類。①芯片內總線。用於在集成電路芯片內部各部分的連接。②元件級總線。用於一塊電路板內各元器件的連接。③內總線,又稱系統總線。用於構成計算機各組成部分(CPU、內存和接口等)的連接。④外總線,又稱通信總線。用計算機與外設或計算機與計算機的連接或通信。連接處理機的處理器、存儲器及其他部件的總線屬於內總線,按總線上所傳送的內容分爲數據總線、地址總線(單向傳輸)和控制總線(雙向傳輸)。

地址總線主要是用來指出數據總線上的源數據或目的數據在主存單元的地址或I/O設備的地址。

1、按總線的連線類型不同,總線可分爲:①芯片級總線(CPU內部總線),連接CPU內部運算器、控制器、寄存器等的數據通路;②系統總線,連接主板中的CPU和主存等部件,也稱板級總線,系統總線是用來連接系統內各大功能模塊或設備。

系統總線又稱內總線或板級總線。因爲該總線是用來連接微機各功能部件而構成一個完整微機系統的,所以稱之爲系統總線。系統總線是微機系統中最重要的總線,人們平常所說的微機總線就是指系統總線,如PC總線、AT總線(ISA總線)、PCI總線等。

2、按數據傳送格式劃分,常將總線分爲並行總線(例如PCI ,EISA,ISA)和串行總線(如1394)。並行總線是指一次能同時傳送多個二進制數位的總線,而串行總線是指二進制數的各位在一條線上一位一位的傳送。

同時PCI是也是常見的局部總線,它定義了32位數據總線,且可擴展爲64位,支持突發讀寫,最大傳輸速率可達133MB/s,可同時支持多組外部設備。

 

3、在單機系統中,三總線結構的計算機的總線系統由系統總線、內存總線、I/O總線組成,其中,系統總線用於CPU和內存之間傳送地址、數據和控制信息;內存總線使內存和高速外設之間能夠直接傳送數據;I/O總線提供CPU和各類外設之間的通信。

4、在計算機總線中,地址信息、數據信息和控制信息不能同時出現。

5、數據總線DB(DataBus)、地址總線AB(AddressBus)和控制總線CB(ControlBus),統稱爲系統總線,即通常意義上所說的總線;而CPU的芯片中的總線屬於內部總線

6、不同信號在同一條信號線上分時傳輸的方式稱爲總線複用方式。

7、計算機的各個部件均由系統總線相連,在單總線結構中,CPU與主存之間、CPU與I/O設備之間、I/O設備與主存之間、各種設備之間都通過系統總線交換信息。

單總線結構的優點是控制簡單,擴充方便。但由於所有設備部件均掛在單一總線上,使這種結構只能分時工作,即同一時刻只能在兩個設備之間傳送數據,這就使系統總體數據傳輸的效率和速度受到限制,這是單總線結構的主要缺點。

8、總線緩衝器在總線傳輸中起數據暫存緩衝的作用。其典型芯片有74LS244和74LS245。74LS244是一種8位三態緩衝器,可用來進行總線的單向傳輸控制。74LS245是一種8位的雙向傳輸的三態緩衝器,可用來進行總線的雙向傳輸控制,所以也稱總線收發器。

9、鏈式請求方式下,爲實現總線判優控制,需要1根總線請求線、l根總線忙線、l根總線同意線,共3根控制線。

10、多總線結構的計算機系統,採用高速緩衝存儲器,提高主存的速度,對提高系統的吞吐率最有效。

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