1.总线的作用：计算机中数据，信号，地址传输的通路(载体)。
2.总线的传输方式
　　串行传输：传输的过程是一个bit的传输，适合于远距离传输。
& & & 并行传输：存在多条总线，同时进行传输，一次可以传送多个bit，适合近距离传输。
3.计算机体系结构中总线使用的历史
　　单总线：单总线结构，所有的部件都挂在一条总线上，这种结构存在缺陷：就是总线会成为系统运行效率的瓶颈。
　　双总线：主存总线和IO总线；存在问题时主存无法直接与IO设备进行数据交互；需要借助CPU中转数据。
&&　 三总线：主存总线；IO总线；DMA总线；最大的好处就是主存直接与IO设备进行数据交互；实现CPU操作与IO操作并行(结构并不唯一)
& & & & & & & & & & & & & & &
4.总线的分类
　　按照位置分：系统总线：连接计算机各大部件的总线；片内总线：属于某个部件的内部的总线；通信总线：系统之间的交流。
　　按照功能分：数据总线--传输数据；地址总线--传输地址；控制总线--传输信号。注意：在有的系统中地址总线和数据总线可以复用。
5.总线的特性
　　机械特性；电气特性；功能特性--每根线的功能定义；时间特性--信号的时序关系。
6.总线的性能指标
　　总线宽度：数据总线的条数
　　总线的数据传输率：单位时间内总线上传送的数据量
7.总线的标准有很多：常用的PCI--外设总线标准和USB--串行接口总线标准
8.总线控制
　　同一时刻系统总线仅仅允许一对设备之间的通信；但是在CPU检查有没有数据传输的时候可能存在多个设备想要进行数据传输
　　选择哪一个获得总线的使用权----总线判优
9.总线判优方式
　　集中判优：对于所有的总线请求集中判断选择出一个获得总线的使用权。
　　　　链式查询：存在3根线：总线授权信号BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接口。假如BG到达的接口无总线请求，则继续往下查询；
　　　　　　　　　假如BG到达的接口有总线请求，BG信号便不再往下查询，该I/O接口获得了总线控制权。
　　　　　　　　　优点：需要很少的线实现总线判优；缺点：存在线路故障可能造成后面无法响应，优先级固定。
　　　　计数器定时查询：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR线发出总线请求。中央仲裁器接到请求信号以后，计数器从0开始技术，
　　　　　　　　　　　　计数值通过一组地址线发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上的计数值与请求总线的
　　　　　　　　　　　　设备地址相一致时，该设备 置“1”BS线，获得了总线使用权，此时中止计数查询。
　　　　　　　　　　　　优点：计数器的初值也可用程序来设置，这可以方便地改变优先次序，但这种灵活性是以增加线数为代价的。
　　　　独立请求：每一个共享总线的设备均有一对总线请求线BRi和总线授权线BGi。当设备要求使用总线时，便发出该设备的请求信号。
　　　　　　　　　仲裁器中的排队电路决定首先响应哪个设备的请求，给设备以授权信号BGi。
　　　　　　　　　优点：响应时间快，确定优先响应的设备所花费的时间少；但是花费的线比较多。
　　分散判优：每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，
　　　　　　　每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。
10.总线的通信方式
　　同步通信：统一的时钟控制数据传输
　　异步通信：通过握手实现
& & & &半同步通信：存在时钟，但通信的时间不固定
11.总线的传输周期：申请总线；寻址阶段；传输阶段；结束阶段。
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问答题简答题为什么要设置总线标准？你知道目前流行的总线标准有哪些？什么叫plug and play？哪些总线有这一特点？
总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题；目前流行的总线标准有：ISA、EISA、PCI等；plug and pla......
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1.问答题 分离式通讯的特点是：（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......2.问答题 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。3.问答题 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......4.问答题 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......5.问答题 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；常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立......二.系统总线
--计算机系统五大部件互连的方式有两种：
　　分散连接：各部件之间使用单独的连线
　　总线连接：将各部件连到一组公共信息传输线上
--总线：是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质
　　特点：分时与共享
&　　在某一时刻，只允许有一个部件向总线发出消息，二多个部件可以同时从总线上接收相同的消息
--总线的分类
　　按照连接部件不同：
　　　　1.片内总线：芯片内部的总线
　　　　2.系统总线：CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线
　　　　　　按照系统总线传输信息的不同可分为3类：
　　　　　　　　数据总线：传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线
　　　　　　　　地址总线：主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址（地址总线上的代码是用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O　端口的地址，由CPU输出，单向传输）
　　　　　　　　　　　　　地址总线的位数欲存储单元的个数有关，如：地址线为20根，则对应的存储单元个数为2的20次方
　　　　　　　　控制总线：发出各种控制信号的传输线，通常对任意控制线而言，它的传输是单向的，但对于控制总线总体来说，又可认为是双向的
　　　　3.通信总线：用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信
　　　　　　按传输方式可分为两种：
　　　　　　　　串行通信：数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送（适宜于远距离的数据传输）
　　　　　　　　并行通信：数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地（适宜于近距离的数据传输，通常小于30m）
--总线性能指标
　　总线宽度：通常指数据总线的根数
　　总线带宽：数据的数据传输速率，通常用每秒传递信息的字节数来衡量
　　时钟同步/异步：总线上的数据与时钟同步工作的总线称为同步总线，与时钟不同步工作的总线称为异步总线
　　总线复用：一条信号线上分时传送两种信号
　　信号线数：地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和
　　总线控制方式：包括突发工作、自动配置等
　　其他指标：如负载能力
-- 总线控制
　　总线周期：完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为4个阶段：申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段
　　1.判优控制（仲裁控制）
　　　　分布式：将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上
　　　　集中式：将控制逻辑集中在一处（如CPU中）
　　　　　　集中控制优先权仲裁方式有三种：链式查询、计算器定时查询、独立请求方式
　　2.通信控制：主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调，如何配合，通常有四种方式：
　　　　1).同步通信：通信双方由统一时标控制数据传送
　　　　2).异步通信：采用应答方式
　　　　　　异步通信的应答方式分为：不互锁、半互锁和全互锁
　　　　3).半同步通信
　　　　4).分离式通信(基本思想是将一个传输周期（或总线周期）分解为两个子周期)
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计算机组成原理之系统总线
摘要：1、总线的基本概念1.为什么要用总线?冯诺依曼将计算机分为五部分:运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。要将这些设备连接起来需要较多的通路。2.总线总线式连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。3.总线上信息的传送串行:一次传输一位信号。并行:传输距离较短,4.总线结构的计算机举例4.1单总线结构框图4.2面向CPU的双总线结构框图4.3以存储器为中心的双总线结构框图2、总线的分类1.片内总线:芯片内部的总线2.系统总线:计算机各部件之间的信息传输线数据总线
1、总线的基本概念
1.为什么要用总线?
冯诺依曼将计算机分为五部分:运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。要将这些设备连接起来需要较多的通路。
总线式连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。
3.总线上信息的传送
串行:一次传输一位信号。
并行:传输距离较短,
4.总线结构的计算机举例
4.1 单总线结构框图
4.2 面向CPU的双总线结构框图
4.3 以存储器为中心的双总线结构框图
2、总线的分类
1.片内总线:芯片内部的总线
2.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、存储字长有关
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
3.通信总线:
用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如控制仪表、移动通信等)之间的通信
串行通信总线
并行通信总线
3、总线特性及性能指标
1.总线物理实现
2.总线特性
机械特性:尺寸、形状、管脚数及排列顺序
电器特性:传输方向和有效电平范围
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
3.总线的性能指标
总线宽度:数据线的根数
标准传输率:每秒传输的最大字节数(MBps)
时钟同步/异步:同步、不同步
总线复用:地址线与数据线复用
信号线数:地址线、数据线和控制线的总和
总线控制方式:突发、自动、仲裁、逻辑、计数
其他指标:负载能力
4.总线标准
8MHz(独立)
8MHz(独立)
VESA(VL-BUS)
32MHz(CPU)
33MHz(独立)66MHz(独立)
132MBps528MBps
66.7MHz(独立)13MHz(独立)
266MBps533MBps
串行通信总线标准
数据终端设备(计算机)和数据通信设备(调制解调器)之间的标准接口
串行接口总线标准
普通无屏蔽双绞线带屏蔽双绞线最高
1.5Mbps(USB1.0)12Mbps(USB2.0)480Mbps(USB3.0)
4、总线结构
1.单总线结构
2.多总线结构
双总线结构 三总线结构I/O总线、 四总线结构
5、总线控制
1.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
总线判优控制
计数器定时查询
独立请求方式
2.总线通信控制
目的:解决通信双方协调配合问题
总线传输周期:
申请分配阶段:主模块申请,总线仲裁决定
寻址阶段:主模块向从模块给出地址和命令
传输阶段:主模块和从模块交换数据
结束阶段:主模块撤销有关消息
总线通信的四种方式
同步通信:由统一时标控制数据
半同步通信
分离式通信
(1)同步式数据输入
(4)半同步通信(同步、异步结合)
同步 发送方用系统时钟前沿发信号 &&接收方用系统时钟后沿判断、识别
异步 允许不同速度的模块和谐工作 &&增加一条“等待”响应信号 WAIT
上述三种通信的共同点:
一个总线传输周期(以输入数据为例)
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)
(5)分离式通信
充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力
一个总线传输周期:
子周期1:主模块申请占用总线,使用完后即放弃总线的使用权
子周期2:从模块申请占用总线,将各种信息送至总线上
各模块有权申请占用总线
采用同步方式通信,不等对方回答
各模块准备数据时,不占用总线
总线被占用时,无空闲
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