總線的基本概念

1、總線的基本概念總線和總線上信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)：總線是連接多個部件的信息傳輸線，是各個部件共享的傳輸介質(zhì)，而且在某一個時刻，只允許一個部件，想總線發(fā)送消息，但是多個部件，可以同時從總線上接受相同的消息?？偩€的傳輸周期：一次總線操作所需的時間，簡稱總線周期，有四個階段：申請階段，尋址階段，傳輸階段結(jié)束階段?？偩€寬度：又稱總線位寬。他是總線上，同時鞥夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。通常是指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)?？偩€帶寬：單位時間內(nèi)，可以傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。通常用每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)衡量總線的特性：電氣特性，機(jī)械特性，功能特性，時間特性。總線標(biāo)準(zhǔn)：國際公布或者推薦的互聯(lián)各個部件的標(biāo)準(zhǔn)。把各個部件組合在一起構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時所遵循的標(biāo)準(zhǔn)

2、?？偩€標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個模塊提供統(tǒng)一的接口。該界面對他兩端的模塊都是透明的，即界面的任何一方，只需根據(jù)總線的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)自身一方的接口功能。而不必考慮對方的接口工鞥界面?？偩€的主模塊：總線的主設(shè)備是指獲得總線控制權(quán)的設(shè)備。總線的從設(shè)備：總線的從設(shè)備是指只能被主設(shè)備訪問的設(shè)備。只能響應(yīng)從指設(shè)備發(fā)來的總線命令總線的應(yīng)用很廣泛，按照不同的分類，可以有不同的分類方法，按照部件的連接方式，有片內(nèi)總線：芯片內(nèi)的總線系統(tǒng)總線：連接CPU,I/O,主存各個部件的信息傳輸線通信總線：連接計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)之間，或者計(jì)算機(jī)與其他系統(tǒng)之間的信息傳輸線。為什么要采用多總線結(jié)構(gòu)？單總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)將CPU,主存，各種速度

3、不同的外設(shè)I/O,都掛載同一個跟總線上，這種結(jié)構(gòu)簡單,便于增刪設(shè)備,但所有的傳輸,都經(jīng)過這組共享總線,極易形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,對數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸速度,要求越來越高,單總線的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)工作的需要。為了解決總線瓶頸的問題,可以采用多總線結(jié)構(gòu),如果將速度不同的外設(shè)掛載在不同速度的外設(shè)上總線上,如多媒體卡,高速局域網(wǎng)卡,能圖像版,等傳輸速率很高的設(shè)備掛載到PCI總線上，將低速的FAX,MOdel,等掛載到性能較低的ISA,EISA，總線上，使設(shè)備的信息分流，從而提高整機(jī)的性能。CTUPCI橋路圖丈傳實(shí)渦制解詞黔圖慕盤繪結(jié)構(gòu)MscsiU/控制器髙逹禺域網(wǎng)高性am!F

4、TLISA.EISA系藍(lán)總裟存賭器FCl總線由于總線上，連接著多個部件，每個部件如何發(fā)送消息，如何接受消息，如何防止信息丟失都將由總線控制器管理?？偩€控制包括兩個方面：判優(yōu)控制，通信控制總線判優(yōu)控制：當(dāng)多個總線同時向總線申請控制的時候，必須由總線判優(yōu)邏輯按其優(yōu)先級進(jìn)行仲裁，覺定由那個部件占用總線，判優(yōu)邏輯有兩種方式，分為集中式和分布式兩種。集中式總線判優(yōu)邏輯有鏈?zhǔn)讲樵?，定時計(jì)數(shù)器查詢，獨(dú)立請求方式。在鏈?zhǔn)讲樵兎绞街校x總線控制器最近的設(shè)備，優(yōu)先級最高。這種方式的特點(diǎn)是：只需很少幾根弦，就可以實(shí)現(xiàn)一定的優(yōu)先順序的總線控制，并且很容易實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充，但對電路故障比較敏感。計(jì)數(shù)器定時查詢：計(jì)數(shù)器的定時查詢

5、，計(jì)數(shù)器的初值可以有程序改變，因此，設(shè)備的優(yōu)先級，可以改變，這種方式對電路的故障沒有鏈?zhǔn)讲樵兠舾?，但增加了總線控制數(shù)，控制也較為復(fù)雜。獨(dú)立請求方式：獨(dú)立請求方式，每個設(shè)備都有總線請求信號和總線同意信號?？偩€控制電路有一排電路，可以根據(jù)有限次序，確定相應(yīng)那一設(shè)備的請求，這種方式的特點(diǎn)是：響應(yīng)時間快，優(yōu)先控制靈活?？偩€的通信控制：主要解決如何獲知總線傳輸?shù)拈_始和結(jié)束。以及通信雙方如何協(xié)調(diào)配合總線通信分為兩種：同步和異步。TOC o 1-5 h zk總線傳輸周期tI1IIIIIII讀諭令我f HYPERLINK l bookmark0 o Current Document I1I斷簷”尸1#打#人期

6、備勿彷彷彷辦圖33同步通倩的數(shù)搖輸人過程同步通信采用公共時鐘，上圖中，一個總線傳輸周期有四個時鐘周期T1-T4。cpu在第一個時鐘周期的上升沿到達(dá)之前發(fā)出地址信息，在第二個時鐘周期上升沿到達(dá)時，發(fā)送讀命令。輸入設(shè)備必須在第三個時鐘周期到達(dá)之前，把數(shù)據(jù)送到總線上，而cpu在第三個時鐘周期內(nèi)，可以把個總線上的數(shù)據(jù)送到其內(nèi)部的寄存器內(nèi)。在第四個是時鐘周期的上升沿，cpu撤銷讀命令，攝入設(shè)備撤銷數(shù)據(jù)?？梢?，通信雙方在約定的時鐘周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信。但由于同步通信，必須按照最慢的模塊設(shè)計(jì)時鐘，當(dāng)總線上各模塊存取時間差異很大時，會大大降低總線的效率。異步通信沒有功能時鐘，采用應(yīng)答方式通信，允許總模塊的速度不一致

7、，總線的傳輸，周期不固定，異步通信具體分為三種方式，不互鎖，半互鎖，全互鎖，不互鎖的方式特點(diǎn)是主模塊的請求信號和從模塊的回答信號沒有制約關(guān)系，即主模塊發(fā)出請求信號后，不必等到從模塊的應(yīng)答信號，而是經(jīng)過一段時間，確認(rèn)從模塊已接收到請求信號后，便撤銷請求信號，而從模塊在接受到請求信號后，在條件允許時，發(fā)出回答信號，并經(jīng)過一段時間，確認(rèn)主模塊已經(jīng)接受到請求信號，自動撤銷回答信號。半互鎖方式的特點(diǎn)是主模塊和從模塊之間存在簡單的制約關(guān)系，即主模塊發(fā)出信號請求后，必須待從模塊應(yīng)答后，才撤銷請求信號，從模塊發(fā)出應(yīng)答信號，也必須帶主模塊獲知后，在撤銷其回答信號，雙方存在互鎖關(guān)系。全互鎖方式的方式特點(diǎn)是:主模塊和從模塊之間有完全的制約關(guān)系,即主模塊發(fā)出請求后,必須等待從模塊響應(yīng)后,才撤銷請求信號,從模塊發(fā)出應(yīng)答信號后,也必須等待主模塊獲知后,在撤銷其回答信號,雙方存在互鎖關(guān)系.為了減輕總