计算机组成原理6 | 青训营笔记

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总线的概念

总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。

共享 & 分时

共享是指总线上可以挂接多个部件,各个部件之间互相交换的信息都可以通过这组线路分时共享。

分时是指同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息,如果系统中有多个部件,则它们只能分时地向总线发送信息。

为什么要用总线?

早期计算机外部设备少时大多采用分散连接方式,不易实现随时增减外部设备。为了更好地解决I/o设备和主机之间连接的灵活性问题,计算机的结构从分散连接发展为总线连接。

总线的特性

  • 机械特性:尺寸、形状、管脚数、排列顺序
  • 电气特性:传输方向和有效的电平范围
  • 功能特性:每根传输线的功能(地址、数据、控制)
  • 时间特性:信号的时序关系

总线的分类

  • 按数据传输格式:串行总线、并行总线

  • 按总线功能(连接的部件):片内部件、系统总线、通信总线

  • 按时序控制方式: 同步总线、异步总线

串行总线

优点:

  • 只需要一条传输线,成本低廉,广泛应用于长距离传输
  • 应用于计算机内部时,可以节省布线空间。

缺点:在数据发送和接收的时候要进行拆卸和装配,要考虑串行-并行转换的问题。

并行总线

优点:总线的逻辑时序比较简单,电路实现起来比较容易。

缺点:

  • 信号线数量多,占用更多的布线空间
  • 远距离传输成本高昂;由于工作频率较高时,并行的信号线之间会产生严重干扰,对每条线等长的要求也越高,所以无法持续提升工作频率。