總線(xiàn)的分類(lèi)與概念詳解

本文內(nèi)容摘自劉宏偉老師?《計(jì)算機(jī)組成原理》?課件

一，什么是總線(xiàn)

總線(xiàn)是連接各個(gè)部件的信息傳輸線(xiàn)，使各個(gè)部件共享的傳輸介質(zhì)

二，總線(xiàn)的分類(lèi)

總線(xiàn)分為內(nèi)部總線(xiàn)、系統(tǒng)總線(xiàn)和通信總線(xiàn)。內(nèi)部總線(xiàn)指芯片內(nèi)部連接各元件的總線(xiàn)。系統(tǒng)總線(xiàn)指連接計(jì)算機(jī)各部件的總線(xiàn)。外部總線(xiàn)則是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的通信。

其中，系統(tǒng)總線(xiàn)又分為三類(lèi)，數(shù)據(jù)總線(xiàn)，地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)

三，總線(xiàn)的特性

1，機(jī)械特性：尺寸、形狀、管腳數(shù)以及排列順序

2，電氣特性：傳輸方向和有效的電平范圍

3，功能特性：每根傳輸線(xiàn)的功能（地址、數(shù)據(jù)或控制）

4，時(shí)間特性：信號(hào)的時(shí)序關(guān)系

四，總線(xiàn)的性能指標(biāo)

1，總線(xiàn)寬度：數(shù)據(jù)線(xiàn)的根數(shù)

2，標(biāo)準(zhǔn)傳輸率：每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)

3，時(shí)鐘同步/異步：同步、不同步

4，總線(xiàn)復(fù)用：地址線(xiàn)與數(shù)據(jù)線(xiàn)復(fù)用

5，信號(hào)線(xiàn)數(shù)：地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)和控制線(xiàn)的總和

6，總線(xiàn)控制方式：突發(fā)、自動(dòng)、仲裁、邏輯、計(jì)數(shù)

7，其他指標(biāo)：負(fù)載能力

五，總線(xiàn)結(jié)構(gòu)

單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖

雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖

三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖

三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的又一形式

四總線(xiàn)結(jié)構(gòu)框圖

六，總線(xiàn)判優(yōu)控制的基本概念

主模塊：對(duì)總線(xiàn)有控制權(quán)

從模塊：響應(yīng)從主設(shè)備發(fā)來(lái)的總線(xiàn)命令

總線(xiàn)判優(yōu)控制分為集中式和分布式，其中集中式又分為鏈?zhǔn)讲樵?xún)，計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)和獨(dú)立請(qǐng)求方式

七，總線(xiàn)通信控制

1，目的：解決通信雙方協(xié)調(diào)配合問(wèn)題

2，總線(xiàn)傳輸周期：（1）申請(qǐng)分配階段：主模塊申請(qǐng)，總線(xiàn)仲裁決定

（2）尋址階段：主模塊向從模塊給出地址和命令

（3）傳數(shù)階段：主模塊和從模塊交換數(shù)據(jù)

（4）結(jié)束階段：主模塊撤銷(xiāo)有關(guān)信息

3，總線(xiàn)通信的四種方式：（1）同步通信：由統(tǒng)一時(shí)標(biāo)控制數(shù)據(jù)傳送

（2）異步通信：采用應(yīng)答方式，沒(méi)有公共時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)

（3）半同步通信：同步、異步結(jié)合

（4）分離式通信：充分挖掘系統(tǒng)總線(xiàn)每個(gè)瞬間的潛力

前三種通信的共同點(diǎn)：一個(gè)總線(xiàn)傳輸周期

主模塊發(fā)地址、命令 ? ? ? ? 占用總線(xiàn)

從模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù) ? ? ? ? ? ? ? 不占用總線(xiàn)

從模塊向主模塊發(fā)數(shù)據(jù) ? ? 占用總線(xiàn)

分離式通信特點(diǎn)：（1）各模塊有權(quán)申請(qǐng)占用總線(xiàn)

（2）采用同步方式通信，不等對(duì)方回答

（3）各模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，不占用總線(xiàn)

（4）總線(xiàn)被占用時(shí)，無(wú)空閑