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Posted on 2006-11-18 23:10 奔跑的阿甘 閱讀(993) 評論(0) 編輯 收藏 引用 所屬分類: 軟件開發(fā)
計算機組成系列 2 - 計算機總線
Michael? Saturday, November 18, 2006
什么是總線?
我們知道計算機系統(tǒng)的五大部件之間是需要相互連接通訊的,"總線"就是一種連接各部件的方式. 還有一種叫"分散"連接,它要求部件之間相互交叉連接,因而內部線路錯綜復雜,而且缺乏靈活性,當有新的I/O設備接入時,布線更加龐雜難管理.
"總線"實際上就是一組傳輸線路, 每條線可傳輸一位二進制代碼,若干條線可同時傳輸若干位二進制碼.以下是一個總線結構的例子:
總線的分類
總線就像公路一樣,它的分類從不同的角度有不同的說法.
從連接的部件的不同,可以將總線分為:片內總線(負責芯片內部各部件間的連接,如CPU內的寄存器和算邏部件之間), 板級總線(也叫系統(tǒng)總線,負責同一塊板上的各大部件間的連接,如CPU和I/O設備之間), 通信總線(負責計算機系統(tǒng)之間或計算機系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的連接).
就像公路按照行駛車輛的大小,可劃分為大車道小車道一樣,根據在總線上傳輸的數據的內容,可以把系統(tǒng)總線分為三類:數據總線,地址總線,控制總線.
微機系統(tǒng)總線的幾個性能指標
包括:
[總線寬度]: 指數據總線的根數,用bit(位)表示,一根即一位.
[標準傳輸率]: 每秒能傳輸的最大字節(jié)量,用MB/s表示.
[總線工作頻率]: 每秒能夠傳輸的最大次數, 用MHz(兆赫茲)表示.
[總線復用]: 地址總線和數據總線共用一組物理線路,只在不同時刻傳輸不同內容.
[信號線數]: 地址總線, 數據總線和控制總線的總線數總和.
[總線控制方式]: 并發(fā)工作,自動配置,仲裁方式,邏輯方式,計數方式等.
[負載能力]: 通常用可連接擴增電路板數,及能否擴展更大位寬度等來反映負載能力.
以下是幾種常見標準總線的規(guī)格列表:
總線的結構與控制
總線的結構分單總線和多總線兩種方式.不同的結構連接CPU,主存,I/O設備的方法不同,結構的優(yōu)劣體現在該結構是否能夠最大限度提高各部件的工作效率.
由于總線上連接著各種部件,什么時候由哪個部件發(fā)送信息,如何給信息傳送定時;如何防止信息丟失;如何避免多個部件同時發(fā)送;如何規(guī)定接受信息的部件等一系列問題,都需要由總線控制器統(tǒng)一管理.它包括判優(yōu)控制和通信控制.
判優(yōu)控制也稱仲裁邏輯,它依據一定的優(yōu)先等級決定什么時候該由哪個主設備(即對總線具有控制功能的設備,反之稱為從設備)使用總線.
通信控制,指在主設備獲得總線使用權后,如何以分時方式同從設備共享總線通道.總線在完成一次傳輸周期分為四個階段:申請分配階段,尋址階段,傳輸數據階段,結束階段.為了使總線不至于閑置浪費,除了同步通信,異步通信,半同步通信外,分離式通信最大限度地利用了系統(tǒng)總線,解決前三種方式下"從模塊在進行數據準備時無實質性信息傳輸"的總線浪費問題.但這種方式控制復雜,一般微機很少采用.
[完]?
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