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总线的概念
1、计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种, 一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接; 一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。
2、总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。
总线的分类
按数据传送方式分:并行传输总线和串行传输总线。 按连接部件不同分:片内总线、系统总线和通信总线。
- 系统总线: 是指CPU、主存I/O设备各大部件之间地信息传输线。
- 通信总线: 用于计算机系统之间或计算机系统与其它系统(如控制仪表、移动通信等)之间的通信。
总线特性及性能指标
总线特性
1、机械特性:指总线在机械连接方式上的一些性能,如插头与插座使用的标准、它们的集合尺寸、形状等。 2、电气特性:指总线的每一根传输线上信号的传递方向和有效的电平范围。通常规定CPU发出的信号称为输出信号,送入CPU的信号称为输入信号。 3、功能特性:指总线中每根传输线的功能。 4、时间特性:指总线中的任一根线在什么时间内有效。
总线性能指标
1、总线宽度:通常指数据总线的根数。 2、总线带宽:总线带宽可理解为总线的数据传输速率,即单位时间内总线上传输数据的位数,通常用每秒传输信息的字节数来衡量,单位可用MBps(兆字节每秒)表示。 3、时钟同步/异步:总线上的数据与时钟同步工作的总线称为同步总线,与时钟不同步工作的总线位异步总线。 4、总线复用:一条信号线上分时传送两种信号。 5、信号线数:地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和
时钟就是一个固定频率的方波发生器……
只要能产生固定频率的周期性信号的东西都是时钟
总线结构
总线结构分为单总线结构和多总线结构两种。
- 单总线结构:将CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)都挂在一组总线上,允许I/O设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。
- 双总线结构:将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构。
总线控制
由于总线上连接着多个部件,什么时候由哪个部件发送信息,如何给信息传送定时,如何防止信息丢失,如何避免多个部件同时发送,如何规定接收信息的部件等一系列问题都需要由总线控制器统一管理。主要包括判优控制(仲裁逻辑)和通信控制。
总线判断优控制
总线上所连接的各类设备,按其对总线有无控制功能可分为主设备(模块)和从设备(模块)两种。主设备对总线有控制权,从设备只能响应从主设备发来的总线命令,对总线没有控制权。总线上信息的传送是由主设备启动的,如某 个主设备欲与另一个设备(从设备)进行通信时,首先由主设备发出总线请求信号,若多个主设备同时要使用总线时,就由总线控制器的判优、总裁逻辑按一定的优先等级顺序确定哪个主设备使用总线。
总线通信控制
众多部件共享总线,在争夺总线控制权时,应按各部件的优先等级来解决。在通信时间上,则应按分时方式来处理,即以获得总线使用权的先后顺序分时占用总线。 通常完成一次总线操作的时间称为总线周期,可分为4个阶段: 1、申请分配阶段:取得了使用权的主模块提出申请,经总线仲裁机构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者。 2、寻址阶段:取得了使用权的主模块通过总线发出本此要访问的从模块的地址及有关命令,启动参与本此传输的从模块。 3、传数阶段:主模块和从模块进行数据交换,数据由源模块发出,经数据总线流入目的模块。 4、结束阶段:主模块的有关信息均从系统总线上撤除,让出总线使用权。 总线通信控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束,以及通信双方如何协调如何配合。 常用四种方式:同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信
不互锁:无论是请求信号还是应答信号,持续发送一段时间之后,无论对方是否接受,都会撤销,所以说 异步通信的可靠性有问题
半互锁:从设备接收到请求后就返回一个信号,主设备收到应答信号之后才撤销请求
全互锁:主模块发出请求信号,必须待从模块回答后再撤销其请求信号;从模块发出回答信号,必须待获知主模块请求信号已经撤销后,再撤销其应答信号。双发存在互锁关系。
希望各位大佬捧场。