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計算機組成原理——匯流排的基本概念

本文內容摘自劉巨集偉老師 《計算機組成原理》 課件

課程播放地址 http://www.icourses.cn/coursestatic/course_6011.html

一,什麼是匯流排

匯流排是連線各個部件的資訊傳輸線,使各個部件共享的傳輸介質

二,匯流排的分類

匯流排分為內部匯流排、系統匯流排和通訊匯流排。內部匯流排指晶片內部連線各元件的匯流排。系統匯流排指連線計算機各部件的匯流排。外部匯流排則是計算機系統之間或計算機系統與其他系統之間的通訊。

其中,系統匯流排又分為三類,資料匯流排,地址匯流排和控制匯流排

三,匯流排的特性

1,機械特性:尺寸、形狀、管腳數以及排列順序

2,電氣特性:傳輸方向和有效的電平範圍

3,功能特性:每根傳輸線的功能(地址、資料或控制)

4,時間特性:訊號的時序關係

四,匯流排的效能指標

1,匯流排寬度:資料線的根數

2,標準傳輸率:每秒傳輸的最大位元組數

3,時鐘同步/非同步:同步、不同步

4,匯流排複用:地址線與資料線複用

5,訊號線數:地址線、資料線和控制線的總和

6,匯流排控制方式:突發、自動、仲裁、邏輯、計數

7,其他指標:負載能力

五,匯流排結構

單匯流排結構框圖

雙匯流排結構框圖


三匯流排結構框圖


三匯流排結構的又一形式


四匯流排結構框圖


六,匯流排判優控制的基本概念

主模組:對匯流排有控制權

從模組:響應從主裝置發來的匯流排命令

匯流排判優控制分為集中式和分散式,其中集中式又分為鏈式查詢,計數器定時查詢和獨立請求方式

七,匯流排通訊控制

1,目的:解決通訊雙方協調配合問題

2,匯流排傳輸週期:(1)申請分配階段:主模組申請,匯流排仲裁決定

                            (2)定址階段:主模組向從模組給出地址和命令

                            (3)傳數階段:主模組和從模組交換資料

                            (4)結束階段:主模組撤銷有關資訊

3,匯流排通訊的四種方式:(1)同步通訊:由統一時標控制資料傳送

                                      (2)非同步通訊:採用應答方式,沒有公共時鐘標準

                                      (3)半同步通訊:同步、非同步結合

                                      (4)分離式通訊:充分挖掘系統匯流排每個瞬間的潛力

    前三種通訊的共同點:一個匯流排傳輸週期

                                           主模組發地址、命令         佔用匯流排

                                           從模組準備資料               不佔用匯流排

                                           從模組向主模組發資料     佔用匯流排

    分離式通訊特點:(1)各模組有權申請佔用匯流排

                              (2)採用同步方式通訊,不等對方回答

                              (3)各模組準備資料時,不佔用匯流排

                              (4)匯流排被佔用時,無空閒