计算机的总线

Posted 2021-08-07 爱上口袋的天空

一、总线的概述

1、总线的概述

解决不同设备之间的通信问题

◆ 不同设备可以通过USB接口进行连接
◆ 提供了对外连接的接口
◆ 连接的标准，促使外围设备接口的统一

2、 总线的分类 

（1）片内总线

◆ 寄存器与寄存器之间
◆ 芯片内部的总线
◆ 寄存器与控制器、运算器之间

（2）系统总线

CPU、主内存、IO设备、各组件之间的信息传输线

◆ 数据总线

• 双向传输各个部件的数据信息
• 数据总线的位数（总线宽度）是数据总线的重要参数
• 一般与CPU位数相同（32位、64位）

◆ 地址总线

• 地址总线位数=n，寻址范围：0~𝟐𝒏
• 地址总线的位数与存储单元有关
• 指定源数据或目的数据在内存中的地址

◆ 控制总线

• 控制信号经由控制总线从一个组件发给另外一个组件
• 控制总线是用来发出各种控制信号的传输线
• 控制总线可以监视不同组件之间的状态（就绪/未就绪）

二、总线的仲裁

总线的仲裁方法

为了解决总线使用权的冲突问题

◆ 链式查询

◆ 坏处：优先级低的设备难以获得总线使用权
◆ 好处：电路复杂度低，仲裁方式简单
◆ 坏处：对电路故障敏感 

◆ 计时器定时查询 

◆ 接收到仲裁信号后，往所有设备发出计数值
◆ 仲裁控制器对设备编号并使用计数器累计计数
◆ 计数值与设备编号一致则获得总线使用权

◆ 独立请求

◆ 设备可单独向仲裁器发送请求和接收请求
◆ 每个设备均有总线独立连接仲裁器
◆ 当同时收到多个请求信号，仲裁器有权按优先级分配使用权
◆ 设备连线多，总线控制复杂
◆ 好处：响应速度快，优先顺序可动态改变 

◆ 并联优先级判别

◆ 优先级低的设备长时间无法得到总线
◆ 优先级高的设备经常得到总线使用权限 

◆ 串联优先级判别

◆ 优先级低的设备长时间无法得到总线
◆ 优先级高的设备经常得到总线使用权限

◆ 循环优先级判别