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计算机组成原理之第六章总线系统

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总线的基本概念和分类

  • 总线定义：是连接多个部件的传输线
  • 总线的关键特征是共享传输线

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总线的分类

  • 片内总线：指芯片内部的总线；系统总线：指CPU、主存I/O各大部件之间的信息传输线；通信总线（I/O总线）：连接I/O设备

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  • 数据总线是双向的（有宽度的差别）、地址总线是单向的（宽度与寻址空间有关）、控制总线是传输命令与状态的

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数据总线

  • 数据总线是双向的，三态的
  • 数据总线的宽度：数据总线的条数（16位数总线就是代表有16根数据总线）

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控制总线

  • 主设备对总线有控制权；从设备只能响应主设备发来的总线命令

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地址总线

  • 地址总线是单向的，三态的
  • 总线上的全部的部件都可以感受到地址总线的信号，但是只有经过译码器选中的部件才接受主设备的控制信号

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总线特性以及性能指标

总线特性

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总线性能指标

  • 注意：总线宽度，总线带宽的概念
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总线的标准

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总线的连接方式

单总线结构

  • 单总线结构下，I/O之间，I/O与主存之间直接交换信息

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双总线结构

  • 将速度较低的I/O设备从单总线分开，形成主存总线和I/O总线

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三总线结构

  • 注意：主存总线和DMA总线不能同时对主存进行存取

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四总线结构

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总线结构对系统性能影响

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  • 单总线结构中，主存，外设统一编址，多总线结构中，主存，外设单独编址

总线数据传输方式

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总线控制

总线传输过程

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总线控制

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总线判优控制–集中式

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  • 靠近控制器部分的优先级较高，一个故障，链失效

计数器定时查询

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  • 计数方式与优先次序直接相关

独立请求方式

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  • 请求线和允许线较多，N各模块需要2N条

总线判优控制—分布式

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同步通信方式与异步通信方式

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  • 小结
    （1）同步通信方式采用统一的时钟控制，采用最慢的部件的设计公共时钟
    （2）异步通信方式没有公共的时钟标准，而是采用应答方式（握手方式）
    分为：不互锁方式；半互锁方式；全互锁方式

总线数据传输模式

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小结

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习题

  • 注意总线带宽的求法
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