計算機組成原理--總線系統

1.總線的做用：計算機中數據，信號，地址傳輸的通路(載體)。

2.總線的傳輸方式

　　串行傳輸：傳輸的過程是一個bit的傳輸，適合於遠距離傳輸。

      並行傳輸：存在多條總線，同時進行傳輸，一次能夠傳送多個bit，適合近距離傳輸。

3.計算機體系結構中總線使用的歷史

　　單總線：單總線結構，全部的部件都掛在一條總線上，這種結構存在缺陷：就是總線會成爲系統運行效率的瓶頸。

　　雙總線：主存總線和IO總線；存在問題時主存沒法直接與IO設備進行數據交互；須要藉助CPU中轉數據。

  　 三總線：主存總線；IO總線；DMA總線；最大的好處就是主存直接與IO設備進行數據交互；實現CPU操做與IO操做並行(結構並不惟一)

                             

4.總線的分類

　　按照位置分：系統總線：鏈接計算機各大部件的總線；片內總線：屬於某個部件的內部的總線；通訊總線：系統之間的交流。

　　按照功能分：數據總線--傳輸數據；地址總線--傳輸地址；控制總線--傳輸信號。注意：在有的系統中地址總線和數據總線能夠複用。

5.總線的特性

　　機械特性；電氣特性；功能特性--每根線的功能定義；時間特性--信號的時序關係。

6.總線的性能指標

　　總線寬度：數據總線的條數

　　總線的數據傳輸率：單位時間內總線上傳送的數據量

7.總線的標準有不少：經常使用的PCI--外設總線標準和USB--串行接口總線標準

8.總線控制

　　同一時刻系統總線僅僅容許一對設備之間的通訊；可是在CPU檢查有沒有數據傳輸的時候可能存在多個設備想要進行數據傳輸

　　選擇哪個得到總線的使用權----總線判優

9.總線判優方式

　　集中判優：對於全部的總線請求集中判斷選擇出一個得到總線的使用權。

　　　　鏈式查詢：存在3根線：總線受權信號BG串行地從一個I/O接口傳送到下一個I/O接口。假如BG到達的接口無總線請求，則繼續往下查詢；

　　　　　　　　　假如BG到達的接口有總線請求，BG信號便再也不往下查詢，該I/O接口得到了總線控制權。

　　　　　　　　　優勢：須要不多的線實現總線判優；缺點：存在線路故障可能形成後面沒法響應，優先級固定。

　　　　計數器定時查詢：總線上的任一設備要求使用總線時，經過BR線發出總線請求。中央仲裁器接到請求信號之後，計數器從0開始技術，

　　　　　　　　　　　　計數值經過一組地址線發向各設備。每一個設備接口都有一個設備地址判別電路，當地址線上的計數值與請求總線的

　　　　　　　　　　　　設備地址相一致時，該設備 置「1」BS線，得到了總線使用權，此時停止計數查詢。

　　　　　　　　　　　　優勢：計數器的初值也可用程序來設置，這能夠方便地改變優先次序，但這種靈活性是以增長線數爲代價的。

　　　　獨立請求：每個共享總線的設備均有一對總線請求線BRi和總線受權線BGi。當設備要求使用總線時，便發出該設備的請求信號。

　　　　　　　　　仲裁器中的排隊電路決定首先響應哪一個設備的請求，給設備以受權信號BGi。

　　　　　　　　　優勢：響應時間快，肯定優先響應的設備所花費的時間少；可是花費的線比較多。

　　分散判優：每一個潛在的主方功能模塊都有本身的仲裁號和仲裁器。當它們有總線請求時，把它們惟一的仲裁號發送到共享的仲裁總線上，

　　　　　　　每一個仲裁器將仲裁總線上獲得的號與本身的號進行比較。若是仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應，並撤消它的仲裁號。

10.總線的通訊方式

　　同步通訊：統一的時鐘控制數據傳輸

　　異步通訊：經過握手實現

       半同步通訊：存在時鐘，但通訊的時間不固定

11.總線的傳輸週期：申請總線；尋址階段；傳輸階段；結束階段。