计算机组成原理--总线系统

Posted sun1993

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了计算机组成原理--总线系统相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1.总线的作用:计算机中数据,信号,地址传输的通路(载体)。

2.总线的传输方式

  串行传输:传输的过程是一个bit的传输,适合于远距离传输。

      并行传输:存在多条总线,同时进行传输,一次可以传送多个bit,适合近距离传输。

3.计算机体系结构中总线使用的历史

  单总线:单总线结构,所有的部件都挂在一条总线上,这种结构存在缺陷:就是总线会成为系统运行效率的瓶颈。

  双总线:主存总线和IO总线;存在问题时主存无法直接与IO设备进行数据交互;需要借助CPU中转数据。

    三总线:主存总线;IO总线;DMA总线;最大的好处就是主存直接与IO设备进行数据交互;实现CPU操作与IO操作并行(结构并不唯一)

                             

4.总线的分类

  按照位置分:系统总线:连接计算机各大部件的总线;片内总线:属于某个部件的内部的总线;通信总线:系统之间的交流。

  按照功能分:数据总线--传输数据;地址总线--传输地址;控制总线--传输信号。注意:在有的系统中地址总线和数据总线可以复用。

5.总线的特性

  机械特性;电气特性;功能特性--每根线的功能定义;时间特性--信号的时序关系。

6.总线的性能指标

  总线宽度:数据总线的条数

  总线的数据传输率:单位时间内总线上传送的数据量

7.总线的标准有很多:常用的PCI--外设总线标准和USB--串行接口总线标准

8.总线控制

  同一时刻系统总线仅仅允许一对设备之间的通信;但是在CPU检查有没有数据传输的时候可能存在多个设备想要进行数据传输

  选择哪一个获得总线的使用权----总线判优

9.总线判优方式

  集中判优:对于所有的总线请求集中判断选择出一个获得总线的使用权。

    链式查询:存在3根线:总线授权信号BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接口。假如BG到达的接口无总线请求,则继续往下查询;

         假如BG到达的接口有总线请求,BG信号便不再往下查询,该I/O接口获得了总线控制权。

         优点:需要很少的线实现总线判优;缺点:存在线路故障可能造成后面无法响应,优先级固定。

    计数器定时查询:总线上的任一设备要求使用总线时,通过BR线发出总线请求。中央仲裁器接到请求信号以后,计数器从0开始技术,

            计数值通过一组地址线发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路,当地址线上的计数值与请求总线的

            设备地址相一致时,该设备 置“1”BS线,获得了总线使用权,此时中止计数查询。

            优点:计数器的初值也可用程序来设置,这可以方便地改变优先次序,但这种灵活性是以增加线数为代价的。

    独立请求:每一个共享总线的设备均有一对总线请求线BRi和总线授权线BGi。当设备要求使用总线时,便发出该设备的请求信号。

         仲裁器中的排队电路决定首先响应哪个设备的请求,给设备以授权信号BGi。

         优点:响应时间快,确定优先响应的设备所花费的时间少;但是花费的线比较多。

  分散判优:每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,

       每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤消它的仲裁号。

10.总线的通信方式

  同步通信:统一的时钟控制数据传输

  异步通信:通过握手实现

       半同步通信:存在时钟,但通信的时间不固定

11.总线的传输周期:申请总线;寻址阶段;传输阶段;结束阶段。

          

 

以上是关于计算机组成原理--总线系统的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

《计算机组成原理》:系统总线

计算机组成原理(2.1)--系统总线

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