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Posted on 2006-11-18 23:10 奔跑的阿甘 閱讀(991) 評(píng)論(0) 編輯 收藏 引用 所屬分類: 軟件開發(fā)
計(jì)算機(jī)組成系列 2 - 計(jì)算機(jī)總線
Michael? Saturday, November 18, 2006
什么是總線?
我們知道計(jì)算機(jī)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(nèi)部線路錯(cuò)綜復(fù)雜,而且缺乏靈活性,當(dāng)有新的I/O設(shè)備接入時(shí),布線更加龐雜難管理.
"總線"實(shí)際上就是一組傳輸線路, 每條線可傳輸一位二進(jìn)制代碼,若干條線可同時(shí)傳輸若干位二進(jìn)制碼.以下是一個(gè)總線結(jié)構(gòu)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(nèi)總線(負(fù)責(zé)芯片內(nèi)部各部件間的連接,如CPU內(nèi)的寄存器和算邏部件之間), 板級(jí)總線(也叫系統(tǒng)總線,負(fù)責(zé)同一塊板上的各大部件間的連接,如CPU和I/O設(shè)備之間), 通信總線(負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間或計(jì)算機(jī)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(jù)在總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的內(nèi)容,可以把系統(tǒng)總線分為三類:數(shù)據(jù)總線,地址總線,控制總線.
微機(jī)系統(tǒng)總線的幾個(gè)性能指標(biāo)
包括:
[總線寬度]: 指數(shù)據(jù)總線的根數(shù),用bit(位)表示,一根即一位.
[標(biāo)準(zhǔn)傳輸率]: 每秒能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)量,用MB/s表示.
[總線工作頻率]: 每秒能夠傳輸?shù)淖畲蟠螖?shù), 用MHz(兆赫茲)表示.
[總線復(fù)用]: 地址總線和數(shù)據(jù)總線共用一組物理線路,只在不同時(shí)刻傳輸不同內(nèi)容.
[信號(hào)線數(shù)]: 地址總線, 數(shù)據(jù)總線和控制總線的總線數(shù)總和.
[總線控制方式]: 并發(fā)工作,自動(dòng)配置,仲裁方式,邏輯方式,計(jì)數(shù)方式等.
[負(fù)載能力]: 通常用可連接擴(kuò)增電路板數(shù),及能否擴(kuò)展更大位寬度等來反映負(fù)載能力.
以下是幾種常見標(biāo)準(zhǔn)總線的規(guī)格列表:
總線的結(jié)構(gòu)與控制
總線的結(jié)構(gòu)分單總線和多總線兩種方式.不同的結(jié)構(gòu)連接CPU,主存,I/O設(shè)備的方法不同,結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣體現(xiàn)在該結(jié)構(gòu)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(shí)候由哪個(gè)部件發(fā)送信息,如何給信息傳送定時(shí);如何防止信息丟失;如何避免多個(gè)部件同時(shí)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(jù)一定的優(yōu)先等級(jí)決定什么時(shí)候該由哪個(gè)主設(shè)備(即對(duì)總線具有控制功能的設(shè)備,反之稱為從設(shè)備)使用總線.
通信控制,指在主設(shè)備獲得總線使用權(quán)后,如何以分時(shí)方式同從設(shè)備共享總線通道.總線在完成一次傳輸周期分為四個(gè)階段:申請(qǐng)分配階段,尋址階段,傳輸數(shù)據(jù)階段,結(jié)束階段.為了使總線不至于閑置浪費(fèi),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(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)無實(shí)質(zhì)性信息傳輸"的總線浪費(fèi)問題.但這種方式控制復(fù)雜,一般微機(jī)很少采用.
[完]?
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