计算机组成原理——总线技术
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2023-05-08 02:50:57
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- 概述
- 总线：每根导线传输一个电脉冲信号，代表一位二进制数据。由传输线+接口+总线控制器组成。
- 传输线包括：信息线（数据、地址、控制总线）、电源线、地线
- 总线上部件需要通过一些三态门、缓冲寄存器组成接口与总线连接
- 特性：
- 功能特性
- 按连接部件：系统总线（处理器总线）、输入输出总线（I/O总线）
- 物理特性（机械特性）：插头、插座、引脚数量、固定方式等。传数据位数分为串行（一根线）、并行(多根线)
- 任一时刻，只能有一个方向的信息流动，保证信息的唯一性
- 分类：
- 片内总线：微处理器内部总线，用于微处理器内部ALU和各种寄存器等部件间互连及信息传送。分为单、双、三总线
- 系统总线：计算机部件之间的信息传输线。传送数据、地址、控制信息，分别对应三种总线。又叫内总线、微机总线、底板、板级、板间总线。
- 外总线（通信总线/设备总线）：两个系统之间连接通信。不是微机系统本身固有的，只有微型机应用系统才有。
- 经典结构：微型计算机由微处理器、主存储器、I/O接口和系统总线组成，包括BIOS
- 总线设计与实现
- 单总线结构
- 双总线结构：面向CPU的双总线结构、以存储器为中心的双总线结构
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- 四总线结构
- 微型计算机总线结构
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- 总线控制
- 特性：发送互斥性、接受的共享性。总线控制器对总线管理，由总线控制权的总线部件成为总线的主部件/主设备，被访问的从部件/设备。
- 总线仲裁：集中式总线仲裁（串行链接/链式查询、定时查询/计数器定时查询、独立请求）、分布式总线仲裁
- 计数器定时：仲裁器收到请求后，BS线为0情况下计数值通过一组地址线发向各个设备，每个设备接口有一个设备地址判别电路，地址线上计数值与总线设备地址一致，BS线为1，获得总线使用权，中止计数查询。 优先级顺序固定，地址小的优先级高。每次都中止点开始则每个设备优先级相等
- 总线通信：源部件发出数据，目的部件接收数据。
- 同步通信：
- 异步通信：
- 主从模块间增加两条应答线：
- 分离式通信：同步通信
- 子周期1：主模块申请占用总线，使用后放弃总线使用权
- 总线性能
- 标准传输率（带宽）：每秒钟能传输的最大字节量 MB/S 总线带宽=总线位宽x总线工作频率/8
- 总线标准：
- ISA ：工作频率8MHz左右，数据线16位，地址线24位，可接扩展插卡
- EISA：数据线32位，地址线32根，时钟8MHZ，与ISA兼容，传输速率33MB/S
- VL-BUS：局部总线应用。数据总线宽32，地址宽32，总线寻址最大空间4GB
- PCI外部设备互联总线：
多层PCI
- 波特率=1/二进制位持续时间=单位时间内传送的二进制信号数
- 比特率=波特率×单个调制状态对应的二进制数
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