计算机组成原理3（集中式总线判优控制、总线通信控制）

一、集中式总线判优控制

• 总线控制用来做什么的？
  答：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题。

1、链式查询方式

• 特点：
  链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感。

2、计数器定时查询方式

• 特点：
  计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂。

3、独立请求方式

• 特点：
  独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。

二、总线通信控制

1、概念解释

• 总线宽度：通常指数据总线的根数；

• 总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的位数；

• 总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。

• 总线的主设备（主模块）：指一次总线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）；

• 总线的从设备（从模块）：指一次总线传输期间，配合主设备完成数据传输的设备（模块），它只能被动接受主设备发来的命令；

• 总线的传输周期：指总线完成一次完整而可靠的传输所需时间；
  总线周期分为4个阶段，申请分配阶段（找到要传输的设备）、寻址阶段、传数阶段、结束阶段（从总线撤除）

• 总线的通信控制：指总线传送过程中双方的时间配合方式。

2、四种通信方式

（1）总线通信控制分为同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信

（2）同步通信：
指由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合。同步通信分为：不互锁方式、半互锁方式、全互锁方式

（3）异步通信：
指没有统一时钟控制的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。

（4）半同步通信：
半同步通信既能像同步通信那样由统一时钟控制，又能像异步通信那样允许传输时间不一致，因此工作效率介于两者之间。同时，它添加了一条wait响应信号线，因此半同步通信保留了同步通信和异步通信共同的特点。

（5）分离式通信：
分离式通信在生活中使用较少，主要用于大型计算机系统。
主要特点有以下：

（1）各模块欲占用总线使用权都必须提出申请；（2）在得到总线使用权后，主模块在先定的时间内向对方传送信息，采用同步方式传送，不再等待对方的回答信号；（3）各模块在准备数据的过程中都不占用总线，使总线可接受其它模块的请求；（4）总线被占用时都在做有效工作，或者通过它发送命令，或者通过它传送数据，不存在空闲等待时间，充分利用了总线的占用，从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行传送。