计算机组成原理——总线的基本概念

本文内容摘自刘宏伟老师 《计算机组成原理》 课件

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一，什么是总线

总线是连接各个部件的信息传输线，使各个部件共享的传输介质

二，总线的分类

总线分为内部总线、系统总线和通信总线。内部总线指芯片内部连接各元件的总线。系统总线指连接计算机各部件的总线。外部总线则是计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信。

其中，系统总线又分为三类，数据总线，地址总线和控制总线

三，总线的特性

1，机械特性：尺寸、形状、管脚数以及排列顺序

2，电气特性：传输方向和有效的电平范围

3，功能特性：每根传输线的功能（地址、数据或控制）

4，时间特性：信号的时序关系

四，总线的性能指标

1，总线宽度：数据线的根数

2，标准传输率：每秒传输的最大字节数

3，时钟同步/异步：同步、不同步

4，总线复用：地址线与数据线复用

5，信号线数：地址线、数据线和控制线的总和

6，总线控制方式：突发、自动、仲裁、逻辑、计数

7，其他指标：负载能力

五，总线结构

单总线结构框图

双总线结构框图

三总线结构框图

三总线结构的又一形式

四总线结构框图

六，总线判优控制的基本概念

主模块：对总线有控制权

从模块：响应从主设备发来的总线命令

总线判优控制分为集中式和分布式，其中集中式又分为链式查询，计数器定时查询和独立请求方式

七，总线通信控制

1，目的：解决通信双方协调配合问题

2，总线传输周期：（1）申请分配阶段：主模块申请，总线仲裁决定

                            （2）寻址阶段：主模块向从模块给出地址和命令

                            （3）传数阶段：主模块和从模块交换数据

                            （4）结束阶段：主模块撤销有关信息

3，总线通信的四种方式：（1）同步通信：由统一时标控制数据传送

                                      （2）异步通信：采用应答方式，没有公共时钟标准

                                      （3）半同步通信：同步、异步结合

                                      （4）分离式通信：充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力

    前三种通信的共同点：一个总线传输周期

                                           主模块发地址、命令         占用总线

                                           从模块准备数据               不占用总线

                                           从模块向主模块发数据     占用总线

    分离式通信特点：（1）各模块有权申请占用总线

                              （2）采用同步方式通信，不等对方回答

                              （3）各模块准备数据时，不占用总线

                              （4）总线被占用时，无空闲