第七章:总线

2023-05-16

7.1总线概述

总线概述
总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。共享是指总线上可以挂接多个部件,各个部件之间相互交换的信息都可以通过这组公共线路传送;分时是指同一时刻总线上只能传送一个部件发送的信息。

总线基本概念
总线采用分时共享技术,当总线空闲(所有部件都以高阻状态连接在总线上)时,如果有一个部件要与目的部件通信,则发起通信的部件驱动总线,发出地址和数据。其他以高阻状态连接在总线上的部件如果收到与自己相符的地址信息后,即接收总线上的数据。发送部件完成通信后,将总线让出(输出变为高阻态)。

总线事务
通常把在总线上一对设备之间的一次信息交换过程称为一个“总线事务”,把发出总线事务请求的部件称为主设备,与主设备进行信息交换的对象称为从设备。例如CPU要求读取存储器中某单元的数据,则CPU是主设备,而存储器是从设备。

总线的分类
1、 按功能层次分类
片内总线:芯片内部的总线,它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。
系统总线:计算机系统内各功能部件(CPU、主存、I/O接口)之间相互连接的总线,系统总线也称为内总线,是构成计算机的主要组成部分。
通信总线(外总线):用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(远程通信设备、测试设备之间信息传送的总线。
2、 按数据线的多少分类
并行总线:含有多条双向数据线的总线,可以实现一个数据的多位同时传输。具有数据传输率高的优点,但当数据线较长时,数据各位到达接收端时的延迟可能不一致,会造成传输错误。(Ps:适合近距离传输)
串行总线:只含有一条双向数据线或两条单向数据线的总线,可以实现一个数据的各位按照一定的速度和顺序依次传输。由于按位串行传输数据对数据线传输特性的要求不高,在长距离连线情况下仍可以有效地传送数据。(Ps:适合远距离传输)

总线结构
1、 单总线结构:只有一条系统总线,所有部件通过系统总线接入。
2、 双总线结构:在单总线的基础上增加一条专用于CPU和主存之间的数据传送通路。
在这里插入图片描述
3、 三总线结构:在双总线的基础上再增加一条I/O总线。
在这里插入图片描述

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