网站被入侵,西安logo设计,桂林北站附近酒店,移动开发网站建设计算机组成原理——总线系统总结
一、总线的概念#xff1a;
总线是构成计算机系统放入互联机构#xff0c;是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接#xff0c;计算机在各个系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换#xff0c;并在争用资…计算机组成原理——总线系统总结
一、总线的概念
总线是构成计算机系统放入互联机构是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接计算机在各个系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换并在争用资源的基础上进行工作。
二、总线的分类
按总线在系统结构中层次结构分类
内部总线片内总线CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线在芯片内部高速设备中。系统总线板级总线CPU同计算机系统的其他高速功能部件如存储器、通道、cache相互连接的总线。I/O总线中低速I/O设备之间相互连接的总线。通信总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统控制仪表、移动通信等之间的通信。根据传输方式又分为串行通信总线和并行通信总线。
按传送数据类型分类
数据总线DBData Bus ①双向的 ②数据总线的位数称为总线宽度 ③机器位数位数与机器字长、存储器字长有关地址总线ABAddress Bus ①单向的 ②用来标识主存或I/O设备上存储单元的位置 ③地址总线的位数与存储单元的个数有关控制总线CBControl Bus ①发出各种控制信号 ②单一控制线通常是单向的 ③总体来说是双向总线有入中断请求、总线请求有出(存储器读、存储器写中断确认) ④典型控制线复位、时钟、中断请求、终端确认、总线请求、总线允许、存储器读写I/O读写
三、总线的特性 机器物理特性 ☞总线的物理连接方式包括总线条数总线的插头插座的形状引脚线的排列方式等。 电气特性 ☞每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。 功能特性 ☞描述总线中每一根线的功能。AB、DB、CB 时间特性 ☞每根线在什么时间有效。信号的时序关系
四、总线的性能指标
总线带宽数据线的根数总线本身所能达到的最高传输速率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
五、总线标准
相同的指令系统,相同的功能,不同厂家生产的各功能部件在实现方法上几乎没有相同的,但各厂家生产的相同功能部件却可以互换使用,其原因在哪?就是因为它们都遵守了相同的系统总线的要求,这就是系统总线的标准化问题. 采用标准总线的优点
简化系统设计简化系统结构提高系统可靠性便于系统的扩充和更新 六、总线的连接方式 单总线结构 优点结构简单、成本低、易于扩展 缺点带宽低、负载重、多个部件争用总线且不支持并发传送操作 双总线结构存储器中心 优点系统简单、易于扩充 缺点增加硬件为代价 (通道) 多层次结构 七、总线的仲裁判优方式
连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。如CPU模块它在不同的时间可以作为主方也可以作为从方二存储器只能作为从方。主方可以启动一个总线周期而从方只能响应主方的请求。每一次的总线操作只能有一个主方占用总线控制权但同一时间可以有一个或多个从方。 对于多个主设备提出的占用总线请求一般采用优先级或公平策略进行仲裁。例如在多个处理器系统中对各CPU模块的总线请求采用公平性的原则来进行处理而对于I/O模块的总线请求则采用优先级策略。
主设备主方、主模块对总线有控制权 从设备从方、从模块响应从主设备发来的总线命令 集中式仲裁 ①链式查询方式 离中央仲裁器最近的设备具有最高优先权离总线控制器越远优先权越低。 优点只用很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制并且这种链式结构很容易扩充设备。 缺点是对询问链的电路故障很敏感优先级固定。 ②计数器定时查询 优点从0开始计数优先级固定 从上次终点开始计数优先级循环所以优先级相等优先级还可以由程序设置优先次序可以改变 缺点增加设备控制线(log2n)控制比链式电路复杂 ③独立请求方式 优点1.响应时间快. 2.对优先次序的控制相当灵活。可以预先固定也可以通过程序来改变优先次序还可以用屏蔽禁止某个请求的办法不响应来自无效设备的请求。 因此当代总线标准普遍采用独立请求方式。 缺点控制线数量多(2n)总线控制逻辑更复杂 分布式仲裁 不需要中央仲裁器而是多个仲裁器竞争使用总线。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。最后获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上。显然分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。 八、总线通信的四种方式
同步通信由统一时标控制数据传送异步通信采用 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提高了总线的有效占用
九、总线传输周期的四个阶段
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 命令传数阶段主模块和从模块 交换数据结束阶段主模块 撤消有关信息
十、总线传送的三种格式
串行传送方式并行传送方式成本高每个数据位都需要一条数据线分时传送方式①总线复用方式②共享总线
