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计算机组成原理总线系统
第七章 总线系统
基本概念
总线接口
总线的总裁、定时和数据传送模式
典型总线
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模块
存储器
模块
I/O
适配器
总线
控制器
数据传送总线（数据线、地址线、控制线）
仲裁总线
中断和同步总线
公用线
系统总线——总线接口
信息的传送方式
串行传送　在串行传送时,按顺序来传送表示一个数码的所有二进制位 bit 的脉冲信号,每次一位,被传送的数据需要在发送部件进行并－－串变换,这称为拆卸,反之称为装配，
并行传送 对每个数据位都需要单独一条传输线，信息有多少二进制位组成,就需要多少条传输线,从而使得二进制数“0”或“1”在不同的线上同时进行传送，
分时传送 共享总线的部件分时使用总线
系统总线——总线接口
接口即I/O设备适配器,具体指CPU和主存、外围设备之间通过总线进行连接的逻辑部件， 接口部件在它动态连接的两个部件之间起着“转换器”的作用,以便实现彼此之间的信息传送，
接口的功能：
控制
缓冲
状态
转换
整理
程序中断
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
总线仲裁：连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态，
　　为了解决多个主设备同时竞争总线控制权,必须具有总线仲裁部件,以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方，
对多个主设备提出的占用总线请求,一般采用优先级或公平策略进行仲裁，
按照总线仲裁电路的位置不同,仲裁方式分为集中式仲裁和分布式仲裁两类，
集中式
链式查询方式
计数器定时查询方式
独立请求方式
分布式
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
链式查询方式
优点：只用很少几根线就能按一定优先次序实现总线仲裁，
缺点：对询问链的电路故障很敏感，另外,优先级是固定的，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
中央
仲裁器
设备接口
0
设备接口
1
设备接口
N
特点：判优方法简单,扩充设备容易；
总线请求较低的设备容易被忽略；
总线授权信号串行传送,因设备的差错,容易造成堵塞，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
计数器定时查询方式：
优点：比较灵活，
缺点：线数比较多，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
中央
仲裁器
设备接口
0
设备接口
1
设备接口
N
计数器定时查询过程：
各设备经BR发现请求；总线仲裁电路判断：当BS=0时,开始计数；计数值经地址线送各设备：计数值=某设备,该设备或总线授权；当计数从0开始时,谁的地址号越小越优先,当计数值从终止点开始,所有设备优先级相同，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
独立请求方式：
优点：响应的时间快，优先次序的控制灵活，
过程：
每个设备有独立的总线请求线BR至总线仲裁；总线总裁也对每个设备送总线授权线，
当有总线请求时,有总线总裁内部进行判优裁次，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
中央
仲裁器
设备接口
0
设备接口
1
设备接口
N
独立请求方式：
特点：判有速度快；设备、电路复杂，
分布式仲裁
 分布式仲裁不需要中央仲裁器,每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器，当它们有总线请求时,把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上,每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较，如果仲裁总线上的号大,则它的总线请求不予响应,并撤消它的仲裁号，
最后,获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上，显然,分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础，
中央
处理器
设备接口
0
设备接口
1
设备接口
N
3
1
2
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
总线的定时
同步定时
异步定时
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
同步总线
特点：
出现在总线上的地址或数据都由时钟信号定时控制；
挂在总线上的模块存取时间应比较接近；
总线较短
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
异步总线
特点：
无公共时钟信号；
挂在总线上的模块的存取时间差别较大；
传送方式依靠应答信号,总线周期长度不固定，
系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式
总线数据传送模式
读、写操作
块传送操作
写后读、读修改写操作
广播、广集操作
典型总线
PCI总线
PCI Peripheral Component Interconnect 总线是继VESA总线之后推出的一种高性能的32位局部总线，它是Int