计算机组成原理自学笔记（二）

今天格外的困…

---

总线

信号的公共传输线
总线是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质

• 为什么要用总线：
  • 设备需要相互连接以便数据指令传输，若设备间两两相互连接，连接设备过多则耗费成本高接口占用空间巨大
  • 不便于扩展，若两两连接，新加设备需要有接口与之匹配

各部件都连接到总线上，使用总线的一对设备利用总线传输；任何时刻只有一对设备使用总线，其他设备则需要等待正在使用的设备释放总线。

• 传输方式
  • 串行：结构简单
  • 并行：需要处理电子信号干扰使发送频率受限
    速度取决于最慢的一条线

串行的效率取决于发送频率 * 单次发送量 ，单次发送量虽固定，但提高发送频率可使得效率提高
并行方式并不合适远距离数据传输，因为并行传输方式，一旦距离过长，那么各条总线的相互干扰则十分强大，数据丢失、错误也就成了必然

单总线
总线只能是两个设备使用，CPU、M和I/O设备挣用总线，CPU效率受影响。

面向CPU双总线
CPU可与I/O设备、主存单独进行信息传递，但主存与I/O设备无法直接传输，需通过CPU进行传输，CPU计算依旧被打断。

面向主存双主线

技术受限，CPU处理系统总线信息时，无法处理存储总线信息

总线分类
1.片内总线：芯片内部
2.系统总线：计算机各部件之间的信息传输线
- 数据总线（数据信号）：双向，与机器字长、存储字长相关，数据总线宽度 <= 机器or存储字长
- 地址总线：单向，由CPU或主设备法出，与存储地址、I/O地址有关；通常地址总线条数和地址单元的个数相关，宽度 = MAR寄存器宽度
- 控制总线：
出：存储器读、存储器写、总线允许、终端确认
入：中断请求、总线请求
3.通信总线：计算机系统之间

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
4.总线复用（地址线与数据线复用，减少CPU管脚）
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(eg: 负载能力)

单总线结构

双总线结构

三总线结构（一类）

三总线结构（二类）

四总线结构

总线判优控制
如何决定哪个设备占用总线
总线上的设备如何传输

• 主设备（模块） – 对总线有控制权
• 从设备（模块） – 响应从主设备发出来的总线命令

1.链式查询
接口简单，电信号敏感

I/O接口发送BR到总线控制部件，申请占用总线
BG轮询遍历I/O接口，确认法出总线占用请求的I/O接口
（轮询从固定位置开始，故接口优先级与连接方式有关）

2.计数器定时查询

计数器可以解决链式查询中接口优先级与接口连接方式的强相关。
I/O接口发起占用请求，由设备线来判断连入的接口，设备线仍旧是遍历连接的I/O接口，从0号开始，计数器依次加一，如果第二次遍历从计数器中记录的位置开始遍历，则可以达到接口遍历的优先级是一致的；若设置固定的计数值，则可以从固定接口处开始，设置灵活。

独立请求方式

---

总线这块儿的东西还是挺多的，本想一次整理完，看了看还是算了，下次再来吧