总线的基本概念
为什么要使用总线
计算机各个部件需要交换信息进行工作，需要一个介质进行各个部件的信息交换
什么是总线
总系是连接计算机各个部件的信息传输，是各个部件共享的传输介质
总线上信息的传送
- 串行传输，传输量小，传输的信号比较稳定
- 并行传输，线之间会发生干扰、如果传输距离较长，信号会容易发生改变。
总线的基本结构举例
单总线结构
缺点：任何时候只能有一个部件使用总线、总线会成为瓶颈。
双总线结构
面向CPU的双总线结构
缺点：I/0和主存通信，需要经过CPU，那么CPU的工作会暂停
面向存储器的双总线结构
总线的分类
片内总线
芯片内的总线
系统总线
计算机各部件之间的信息传输线
数据总线
是一条双向的线，与机器字长、存储字长有关
地址总线
单向线，与存储地址、I/0地址有关
控制总线
有出（存储器读、存储器写、总线允许、中断确认），有入（中断请求、总线请求）
通信总线
用于计算机系统之前或者计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信等）之前的通信。
总线特性及性能指标
总线物理实现
现在计算机总线实现是在计算机主板上面实现各种接口和插板，比如CPU插板、主存插板、I/0插板
总线特性
机械特性
尺寸、形状、管脚树、及排列顺序
电气特性
传输方向和有效的电频范围
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
总线的性能指标
- 总线宽度（数据线的根数）
- 标准传输率（每秒传输的最大字节数）
- 时钟同步/异步（同步、不同步）
- 总线复用（地址线与数据线的复用）
- 信号线数（地址线、数据线、控制线的总合）
- 总线控制方式（突发、自动、仲裁、逻辑、计数）
- 其他指标（负载能力，比如说该总线上能够挂在多少I/0设备）
总线标准
总线标准是指的一个约定，不同厂商根据总线的约定，进行不同部件（例如CPU、辅存）的生产，最后这些部分可以插入到总线，形成一个系统。
总线的控制
总线判优控制
总线中有主设备和从设备区分
- 主设备（模块）：对总线有控制权
- 从设备（模块）：只能响应从主设备发来的总线命令
有些模块既可以是主设备也可以是从设备。
总线判优控制分为集中式和分布式
集中式
链式查询方式
执行操作流程
- I/0接口通过BR发起总线请求
- 总线通过BG一个一个查找需要调用的总线的I/0接口
- I/0接口获得总线后，通过BS设置总线忙
特点：结构简单，I/0设备方便扩展
缺点：对电路敏感，如果电路故障，那么I/0接口就获取不到总线的使用，适用于微型计算机
计数器定时查询
执行操作流程
- 通过设备地址线定时查询I/0哪一个需要使用总线
- 每查询一次进行计数器加操作
独立请求方式
执行操作流程
- I/0接口通过自己的BR线请求使用总线
- 总线控制部分进行排队
- 总线控制部分通过BG表示总线同意
总线通信控制
目的
总线通信的目的是解决通信双方协调配合问题
总线传输周期
- 申请分配阶段（主模块申请使用总线，总线仲裁决定）
- 寻址阶段：主模块向从模块给出地址（主模块地址）和命令（控制从模块执行）
- 传输阶段：主模块从模块交换数据
- 结束阶段：主模块撤销有关信息
总线通知的四种方式
- 同步通信：由统一时标控制数据传送
- 异步通信：采用应答方式，没有公共时钟标准
- 半同步通信：同步、异步结合
- 分离式通信：充分挖掘系统总线每个瞬间的潜
