【重学计算机】机组D7章：总线

左手的ㄟ右手 2021-12-21 07:03 178阅读 0赞

**1. 系统总线的特性及应用**

*  **总线概念**：将计算机系统中各部件连接起来
 *  **总线分类**：（外部/内部，系统/非系统，串行/并行，同步/异步...）
    
     *  **按用途分类**：
        
         *  **存储总线**：cpu与存储器
         *  **系统总线**：连接存储总线和IO总线的中间总线
         *  **IO总线**：连接外部设备
     *  **按位置分类**：
        
         *  **外部总线**：USB，火线（IEEE1394）
         *  **内部总线**：PCI（连网卡），AGB（连显卡）
         *  （芯）**片内总线**：AMBA（ARM处理器）
     *  **按组成分类**
        
         *  **数据总线**：传数据，双向三态
         *  **地址总线**：传地址，单向三态
         *  **控制总线**：控制信号和时序信号
         *  **电源线和地线**：略

**2. 总线性能和总线事物**

*  **总线的性能参数**  
    
    
     *  **总线频率**：总线工作速率f，单位是MHz
     *  **总线宽度**：数据总线的宽度w，单位是bit
     *  **总线传输速率**：总线传输数据量BW，单位是MB/s。BW = w / 8 \* f
 *  **总线事务**
    
     *  **概念**：从请求总线到完成使用的操作序列（请求 - 裁决 - 地址传输 - 数据传输 - 总线释放）
     *  **角色**：主设备（CPU，DMA）和从设备
     *  **四个阶段**：请求与仲裁 - 传输 - 寻址 - 结束
     *  **常见总线操作**：读，写，读修改写，写后读，块操作

**3. 总线连接方式**

*  **单总线结构**

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*  **双总线结构**

![1096103-20190322211222512-1995847692.png][]

*  **多总线结构**

![1096103-20190322211257221-2147413167.png][]

*  **总线桥**：不同速率总线之间的连接，起速度缓冲、电平转换、控制协议转换的作用
    
     *  多级总线结构（南北桥）

![1096103-20190323102430851-426510326.png][]

*   *  单总线结构

![1096103-20190323102521565-1594419980.png][]

*  **总线结构对系统性能的影响**

<table style="width:458px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;">&nbsp;</td> 
   <td style="text-align:center;"><strong>多总线</strong></td> 
   <td style="text-align:center;"><strong>单总线</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;"><strong>对最大存储容量</strong></td> 
   <td style="text-align:center;">不影响</td> 
   <td style="text-align:center;">因要与io共享内存，影响</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;"><strong>对指令系统</strong></td> 
   <td style="text-align:center;">增加IO指令</td> 
   <td style="text-align:center;">无IO指令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="text-align:center;"><strong>对吞吐量</strong></td> 
   <td style="text-align:center;">大</td> 
   <td style="text-align:center;">小</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**4. 总线仲裁和数据传输方式**

*  **菊花链式串行总线仲裁**：简单，只要有一个主设备占用总线，其他就占不了
 *  **集中式并行总线仲裁**：
    
     *  **固定优先级策略**：优先级高的主设备，总会优先控制总线权
     *  **轮叫式策略**：皇帝轮流做
     *  **LRG策略**：最近获得控制权的，再获得控制权的优先级高（经常用的就更容易获得总线控制权）

**5. 总线标准**

*  **概念**：计算机各部件之间利用总线传输信息应遵守的协议和规范，包括硬件和软件两部分
 *  **常见的总线标准**
    
     *  **机箱内部总线：**
        
         *  **ISA - EISA - VESA**
            
             *  **ISA（Industrial Standard Architecture）**：最早指定的总线技术标准，总线宽度8/16位，频率5-8MHz，带宽5-8MB/s
             *  **EISA**：宽度变成32位
             *  **VESA**：宽度变成64位
         *  **PCI（PCIe） - AGP**
            
             *  主要用于系统总线和IO总线，取代ISA
             *  地址总线和数据总线分时复用，支持即插即用（自动寻找驱动程序）
             *  32/64位，133/264MB/s
     *  **机箱外部总线：**
        
         *  USB等...

转载于:https://www.cnblogs.com/flashsun/p/10581013.html

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