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)