? ? ? ?? ? ? ? 總線概述

? ? ? ? ? ? ? ? 總線：一組能為多個部件分時共享的公共信息傳送線路。共享是指總線上可以掛接多個部件，各個部件之間相互交換的信息都可以通過這組公共線路傳送；分時是指同一時刻總線上只能傳送一個部件發送的信息。

? ? ? ? ? ? ? ?總線的分類：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?按功能分類

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1>片內總線：芯片內部的總線，它是CPU芯片內部寄存器與寄存器之間，寄存器與ALU之間的公共連接? ? ? 線。?片內總線在芯片內部，一般是看不見的。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>系統總線：計算機系統內各功能部件(CPU,主存，I/O接口)之間相互連接的總線，系統總線也稱為內總? ? 線，是構成計算機的主要組成部分。系統總線按傳送信息不同可分為數據總線，地址總線和控制總線。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>通信總線(外總線)：用于計算機系統之間或計算機系統與其他系統(遠程通信設備，測試設備)之間信息? ? 傳送的總線。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?按數據線多少分類

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>并行總線：含有多條雙向數據線的總線，它可以實現一個數據的多位同時傳輸。并行總線具有數據傳輸? 率高的優點，但由于各條數據線的傳輸特性不可能完全一致，當數據線較長時，數據各位到達接收端時的延遲可能不一致，會造成傳輸錯誤。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2>串行總線：只含有一條雙向數據線或兩條單向數據線的總線，串行總線可以實現一個數據的各位按照一? 定的速度和順序依次傳輸。由于按位串行傳輸數據對數據線傳輸特性的要求不高，在長距離連線情況下仍可以有效傳送數據，所以串行總線的優勢在于遠距離通信。

? ? ? ? ? ? ? 總線結構：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 單總線結構：只有一條系統總線，所有部件通過系統總線接入。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?雙總線結構：在單總線結構的基礎上增加一條專用于CPU和主存之間之間的數據傳送通路。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 三總線結構：在雙總線的基礎上再增加一條I/O總線。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? 總線的性能指標：? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>總線寬度：指總線的線數，它決定了總線所占用的物理空間和成本。對總線寬度最直接的影響是地址線和數據? ? 線的數量，地址線的寬度指明了總線能直接訪問的存儲器的地址空間范圍，數據的寬度指明了訪問一次存儲器或外設時能交換的數據位數。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>總線帶寬：總線的最大傳輸速率，即每秒傳輸的字節數。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>總線負載：指連接在總線上最大設備的數量。大多數總線的負載能力是有限的。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4>總線復用：在不同的時段利用總線上同一個信號線傳送不同的信號，例如地址總線和數據總線公用一組信號線。采用這種方式的目的是減少總線的數量，提高總線的利用率。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5>總線猝發傳輸：在一個總線周期中可以傳輸存儲地址連續的多個數據。

? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? 總線仲裁：總線控制機構中設置有總線判優和仲裁控制邏輯，即按照一定的優先次序來決定哪個部件首先使用總線，只有獲得總線使用權的部件，才能開始數據傳送。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鏈式查詢方式：

? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?I/O接口通過BR向總線發起請求，只有在BS信號未建立之前，BR才能被總線控制器響應，并送出BG回答信號。BG信號串行地通過每個部件，如果某個部件本身沒有總線請求，則將該信號傳給下一個部件，直到找到對應的部件。根據查詢方式的優先次序，在查詢鏈中離總線控制器越近的設備具有最高優先權。

? ? ? ? ? ?計數器定時查詢方式：

? ? ? ? ? ? ? ? 總線在收到BR請求之后，在BS為0的情況下，讓計數器開始計數，定時查詢各個部件以確定是誰發出的請求。當查詢線上的計數值與發出請求的部件號一致時，該部件就使BS置為1，獲得總線的使用權。這種計數可以從0開始，也可以從中點開始。計數器的初值可以由程序設置，增加了系統的靈活性。

? ? ? ? ? ? 獨立請求方式：? ? ?

? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每一個共享總線的部件均有一對控制線。當某個部件請求使用總線時，便發出BR，總線控制器中有一排隊電路，根據一定的優先次序決定首先響應哪個部件的請求。

?

? ? ? 總線定時控制：

? ? ? ? ? ? ? ? ?同步定時方式：系統采用一個統一的時鐘信號來協調發送和接收雙方的傳送定時關系。時鐘產生相等的時間間隔，每個時間間隔構成一個總線周期。在一個總線周期中，發送和接收方可以進行一次數據傳送。由于是在規定的時間段內進行操作，所以，發送者不必等待接收者由什么響應，當這個時間段結束后，就自動進行下一個操作。同步方式中的時鐘頻率必須能適應在總線上最長的延遲和最慢接口的需要，所以效率較低；同時也無法知道被訪問的外設是否正在的響應，故可靠性較低。

? ? ? ? ? ? ? ? 異步定時方式：沒有固定的時間間隔，依靠傳送雙方相互制約的"握手"信號來實現定時控制。主設備提出交換信息的"請求"信號，經接口傳到從設備，然后從設備向主設備發生"回答"信號。"請求"到"回答"的時間是由操作系統的實際時間決定的，具有很強的靈活性。異步控制能保證兩個工作速度相差很大的部件或設備間可靠地進行信息的交換，自動完成時間的配合，但是控制較同步方式復雜一些，成本也會高一些。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?異步根據"請求"和"應答"是否互鎖分成3中情況：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.不互鎖："請求"和"回答"信號都具有一定的時間寬度，"請求"信號的結束和"回答"信號的結束不互鎖。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2.半互鎖："請求"信號的撤銷取決于接收到回答"信號"，而"回答"信號的撤銷取決于設備。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3."請求"信號的撤銷取決于"回答"信號的到來，而"請求"信號的撤銷又導致回答"信號"的撤銷。

? ? ?

? ? ?外總線：計算機系統之間互連的總線，通常使用標準的接口插頭，其結構和通信規約也是標準的。

? ? ? ? ? ? ? ?1.串口和并口

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>串口：也稱通信口和COM口，主要用于需要與系統進行雙向通信的設備。傳統的串口是異步傳送的，且面向字符的。每個通過串行連接發送的字符由一個標準的起止信號來形成數據幀的，每個字符前是一個獨立的二進制"0"(起始位)，隨后的8個二進制數字將組成數據的一個字節，在字符后跟有1個或2個二進制"1"(停止位)。在通信的接收端，對字符的識別是利用起止信號。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2>并口：有8條數據線，傳輸數據時可以通過這8條數據線同時發生包含數據的一個字節的所有單位。

? ? ? ? ? ? ?2.USB接口：一種外設總線標準，有即插即用功能。USB的出現不再需要專用的端口，也減少了I/O卡的使用，大大減少了重要的系統資源。

?

?

參考資料：<<計算機組成原理>> 蔣本珊

? ? ? ? ? ? ? ??

?

?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

?

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理：总线的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。