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
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按数据传输格式:串行总线、并行总线
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按总线功能(连接的部件):片内部件、系统总线、通信总线
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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。