计算机组成原理：系统总线（mooc老师：刘宏伟）

3.1总线概念

• 总线（bus）：各个部件的信号公共传输线
• 串行传输，距离长，速度慢；并行传输，距离短，速度快。
• 双总线结构：CPU和主存间有存储总线，系统总线存在于IO和CPU和主存之间。

3.2总线分类

1. 片内总线：芯片内部总线
2. 系统总线：计算机各部件之间总线

• 数据总线：双向，从CPU输入输出
• 地址总线：单向，由CPU发出
• 控制总线：请求信号，有出有入

     3.通信总线：计算机系统之间，计算机系统与其他系统之间的通信。

3.3总线的特性及性能指标

• 总线的性能指标

1. 总线宽度：数据线的根数
2. 标准传输速率：每秒传输最大字节数
3. 时钟同步/异步： 同步，不同步
4. 信号线数：地址线，数据线，控制线总和

3.4总线结构

• 单总线结构
• 多总线结构

1. 双总线系统：主存总线与IO总线之间有通道进行互通。
2. 三总线结构：相较于双总线结构，建立在高速IO设备与主存之间的一个总线DMA总线。
3. 四总线结构：（高速和低速设备分开）

 

3.5总线控制

• 总线问题：同一时刻只能有一对设备使用，并保证其通讯控制
• 一、总线判优控制
• 集中式：

1. 链式查询：缺点：对电路故障敏感。优点：结构简单。
2. 原理：由BG寻找通过BR发出请求的接口，顺着链找，找到后通过BS输入总线忙的指令。

      2.计数器定时查询方式

• 原理：接口通过BR发出请求，总线控制部件内设备地址线挨个查询，每查一个计数器+1，接口返回BS忙。
• 优点：优先级不确定，可以重定义优先级，灵活 。缺点：挨个查找，慢
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     3 .独立请求方式

• 缺点：线多。优点：快
• 原理：通过排队器进行优先权的排队。
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二、总线通信控制

1. 同步通信：有统一时标控制数据传送

• 每到一个时钟高位，一下三个阶段开始波动即为开始运行，即T1输入地址，T2读命令，T3输入数据，T4读命令输入数据暂停，T5地址停止。

1. 异步通信：采用应答方式，没有时钟标准。（握手信号）

• 不互锁：发送请求之后不管回答信号。（丢飞盘丢出去，接的人（主）只喊一次让他丢，丢的人（从）不管对方（主）接到没）
• 半互锁：发送请求后，从设备接到会给主设备一个回应。（丢飞盘，（主）喊一次，（从）丢出后会回应）
• 全互锁：发请求，从设备会回应，主设备接到回应会返回从设备。（丢飞盘，（主）喊一次，（从）丢出回应，（主）接住了回应）

1. 半同步通信：以上两者结合。

• 当从设备的数据没有准备好时，需要wait给个低电平Tw，等待数据放在总线上。

 

1. 分离式通信：充分发掘总线每个瞬间。

•  在分离式通信过程中：

1. 各模块有权申请占用总线

2. 采用同步的方式进行通信，不等对方问答（因为分离式通信把原先的集中式一次通信划分成了两次通信，（一次放弃总线使用，一次重新获取总线使用），所以自然没有必要等待对方的应答，这样效率低下，因为都是单方面的，不需要考虑对方的速度，故采用同步传输）

3. 各模块准备数据时，不占用总线（在接受者还没有做好数据准备之前，总线控制权仍然是交由其他模块使用）

4. 总线被占用时，无空闲.