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总线nullnull 第四章总线系统null总线系统总线是多个部件分时共享的公共信息传输线路。每一个信号的传递，都是发送端发出数据，接收端接收数据。为了正确的接收，就要采用一定的方式让接收端知道什么时刻开始发送，什么时刻发送完毕，就叫总线的通信控制。按控制方式，总线通信过程分为同步通信和异步通信。null同步通信过程的定时数据传送时，用一个公共时钟信号进行同步控制，时钟信号通常由CPU发出，送到每一个设备，经过一个固定时间后，本次总线传送周期结束，开始一个新...

nullnull 第四章总线系统null总线系统总线是多个部件分时共享的公共信息传输线路。每一个信号的传递，都是发送端发出数据，接收端接收数据。为了正确的接收，就要采用一定的方式让接收端知道什么时刻开始发送，什么时刻发送完毕，就叫总线的通信控制。按控制方式，总线通信过程分为同步通信和异步通信。null同步通信过程的定时数据传送时，用一个公共时钟信号进行同步控制，时钟信号通常由CPU发出，送到每一个设备，经过一个固定时间后，本次总线传送周期结束，开始一个新的总线传送周期。特点：模块之间配合简单，传输效率高。设计缺乏灵活性。nullnull异步通信中的应答这种方式下，没有公共时钟，没有固定的时间标准。而是通过握手方式（请求、应答）来进行同步控制，实现不同速度模块间的数据传送配合。它的特点与同步通信方式相反。null总线的组成与仲裁总线的组成包括3个部分：传输线：地址线、数据线、控制线、电源线、备用线（留给用户扩充使用）。接口逻辑：用一些三态门和缓冲寄存器作为总线与部件之间接口。总线控制器：对总线的使用进行合理的分配和管理。null 总线的争用与仲裁按对总线有无控制功能，连接在总线上的设备可以分为主模块和从模块两种。前者具有对总线的控制权，后者没有。总线上信息的传输由总线主设备启动。即总线上的一个主模块要与另一个模块部件进行通信时，首先应该由主模块发出总线请求信号。总线同一时刻只允许在一对模块之间进行通信。当多个主模块同时要求使用总线时，总线控制机构中的判优和仲裁逻辑将按一定的判优原则，来决定由哪个模块使用总线。 null 按总线仲裁控制机构的设置方式 , 总线判优可分为集中式和分布式两种。总线控制逻辑集中在一处 ( 如 CPU 中 ) 的 , 称为集中式控制 ; 总线控制逻辑分布在连接于总线的各个部件或设备中的 , 称为分布式控制。 null就集中控制而言 , 有 3 种常见的优先权仲裁方式。链式查询方式链式查询方式靠 3 条控制线进行控制 : BS(忙 ) 、BR (总线请求 ) 和BG(总线允许 ) 。它的主要特征是将总线允许信号 BG 串行地从一个部件 ( l/O 接口) 送到下一个部件 , 若 BG 到达的部件无总线请求 , 则继续下传 , 直到到达有总线请求的部件为止。这意味着该设备获得了总线的使用权。 null在查询链中离总线控制器最近的部件具有最高优先权 , 离总线控制器越远 , 优先权越低。 null 计数器定时查询方式该方式采用一个计数器控制总线的使用权 , 它仍用一根请求线(BR) , 当总线控制器接到总线请求信号以后 , 若总线不忙 (BS 线为“0”) , 则计数器开始计数 , 并把计数值通过一组地址线发向各部件。当地址线上的计数值与请求使用总线设备的地址一致时 , 该设备获得总线使用权 , 置忙线 BS 为“1” 。同时中止计数器的计数及查询工作。null 独立请求方式在独立请求方式中 , 每一个共享总线的部件均有一对总线请求线 BRi和总线允许线 BGi。当该部件要使用总线时 , 便发出请求信号 , 在总线控制部件中排队。总线控制器可根据一定的优先次序决定首先响应哪个部件的总线请求 , 以便向该部件发出总线的响应信号 BG。该部件接到此信号就获得了总线的使用权 , 开始传送数据。独立请求方式的优点是响应时间快 , 用不着一个部件接一个部件地查询 , 然而这是以增加控制线数为代价的。 null总线特性与性能指标总线特性从结构上说，总线由两部分构成：母线框架和各部件的插板。母线框架是按总线标准用印刷电路板（或一束电缆）连接起来的多个插座。部件插板是各部件的组成板，其插头信号按标准连接。为进行机械上的连接，需要规定总线的机械（物理）特性；为进行电气上的连接，需要规定总线的电气特性；为正确连接不同的部件，还须规定各线的功能特性和时间特性。null 机械特性机械特性又称物理特性，它指总线在机械上的连接方式，如插头与插座所使用的标准，包括几何尺寸、形状，引脚根数及排列顺序等，以能正确无误的连接。电气特性电气特性指总线的每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。一般规定送入 CPU的信号叫输入信号 (IN) , 从 CPU 发出的信号叫输出信号 (OUT) 。例如地址总线是输出线 , 数据总线是双向传送 , 这两类信号线都是高电平有效 ; 控制总线一般是单向的 , 有输出的、也有输入的 , 有高电平有效、也有低电平有效。总线的电平都符合 TTL 电平的定义。null 功能特性功能特性用以描述总线中每一根线的功能。按功能总线可分为地址总线、数据总线和控制总线。在控制总线中 , 各条线的功能也不相同 , 有 CPU 发出的各种控制命令 ( 如存储器读 / 写、 I/O 读 / 写等 ) , 也有外设与主机的同步匹配信号 , 还有中断信号、 DMA 控制信号等。时间特性时间特性定义每根线在什么时间有效，即总线上各信号有效的时序关系，一般用信号时序图来描述。 null 总线的性能指标总线的结构不同，性能差别很大。由于计算机总线的主要职能是负责计算机各模块间的信息传输，因此，对总线性能的衡量，也是围绕着这一职能而定义、测试和比较的。总线的性能指标有如下几方面。总线宽度：指一次总线操作中通过总线传送的数据位数。总线周期：一次总线操作中所用的时间。总线带宽：在总线上每秒传输的最大字节 (Byte) 量，用 MBps 表示，即多少兆字节每秒。 null 总线工作的时钟频率：总线工作频率越高，带宽越宽。多路复用技术 : 为了提高总线性能、优化设计 , 地址线和数据线共用同一物理线路 , 即某一时刻该线路上传输的是地址信号 , 而另一时刻传输的是数据信号或总线命令。这种一条总线多种用途的技术 , 称作多路分时复用。其总线表示为 AD-BUS 。总线控制方式：含有突发传输、并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等项内容。其他指标：除了以上几项外,还有总线的同步方式、信号线数、负载能力和电源电压。 null 总线标准化总线是计算机系统模块化的产物，相同的指令系统，相同的功能，不同厂家生产的各功能部件在实现方法上不尽相同，但希望相同的功能部件可以互换使用，这要求各厂家按照同一个总线标准来生产。这就首先要解决总线的标准化问题。标准总线的种类很多 , 如在微型计算机中有 ISA 总线、 EISA 总线、 MCA 总线和 PCI 总线等。即插即用

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