计算机组成原理-系统总线

目录

总线基本概念

总线结构的计算机举例

单总线计算机结构

面向 CPU 的双总线结构:

​编辑存储器为中心的双总线结构

 总线的分类

片内总线

系统总线

通信总线

总线特性及性能指标

总线特性

总线性能指标

总线结构

单总线

双总线

三总线结构

四总线结构

总线结构举例 (一带而过

传统微型机总线结构

 VL-BUS局部总线结构

 PCI 总线结构

 多层 PCI 总线结构、​编辑

总线控制

总线判优控制

链式查询方式

计数器定时查询方式

 独立请求方式​编辑

总线通信的四种方式

同步通信(数据输入-CPU从内存读取数据


总线基本概念

连接各个部件的信息传输,各个部件共享的传输介质

有串行&并行之分

总线结构的计算机举例

单总线计算机结构

从下向上

 自下向上画

单线   平等 便宜 速度慢卡

面向 CPU 的双总线结构:

分为内存总线,I/O总线

存储器为中心的双总线结构

 总线的分类

片内总线

        芯片内部 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 双向

与机器字长、存储字节有关

地址总线 单向

与存储地址、I/O地址有关

控制总线 有出 有入 存储器读&写,总线允许,终端确认 | 中断请求,总线请求

通信总线

计算机系统之间 or 计算机与其它系统

串并行 (详见计算机网络)

总线特性及性能指标

总线特性

  • 机械特性    尺寸、形状、管脚数、排列顺序
  • 电气特性    传输方向 & 有效的电平范围
  • 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

总线性能指标

  • 总线宽度    数据总线的根数
  • 总线带宽    标准传输率每秒传输的最大字节数(MBps)
  • 时钟同/异步    
  • 总线复用     地址线 & 数据线 复用
  • 信号线数     地址线+数据线+控制线数
  • 控制方式     突发、自动配置、仲裁、逻辑、计数
  • 其他            负载能力

总线结构

单总线

缺点:外设与CPU通道,拖慢CPU

双总线

增加了通道

三总线结构

添加DMA  在主存与外接设备之间

另一种三总线

四总线结构

总线结构举例 (一带而过

传统微型机总线结构

 VL-BUS局部总线结构

 PCI 总线结构

 多层 PCI 总线结构、

总线控制

总线判优控制

  • 主设备(模块)        对总线有控制权
  • 从设备(模块)        响应 从主设备发来的总线命令
  • 集中式 
    • 链式查询
    • 计数器定时查询
    • 独立请求方式
  • 分布式

链式查询方式

优点

1. 控制简单、线少, BS1+BR1+BG1=3
2. 易扩充

缺点

1.优先级顺序固定:谁离着领导近,谁有优待。

2.判优不公平,后面的(优先级低)倒霉了,会出现特权者霸占,优先级低的一辈子得不到响应。

3. 电路故障敏感。

计数器定时查询方式

【优点】

  • 判优相对公平

【缺点】

  • 线多(地址线)
  • 判优顺序固定,判优规则按数字顺序,但计数器数字可以接续、初值可以调整。
  • 判优公平:机会相对均等
     

 独立请求方式

优点】判优灵活

缺点】 线最多(设备独立)2N根线。 但没有BS线

总线通信的四种方式

  • 同步通信        由 统一时标 控制数据传输
  • 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 潜力

同步通信(数据输入-CPU从内存读取数据

 

 主设备提供地址(地址线)
主设备提供读命令(控制线)
从设备提供数据(数据线)

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