【5A文】计算机组成原理-总线.ppt

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1、1第7章总线2第7章了解总线的有关概念理解总线的分类掌握总线常见的性能指标理解3中总线判优和仲裁方式的区别理解总线定时控制方式的特点了解常见的总线标准3总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束如果主板（MotherBoard）是一座城市，总线是城市里的公共汽车（bus），传输来回不停运作的比特（bit）一条线路在同一时间能负责传输一个比特第7章4某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，多个部件可以同时从总线上接收相同的信息采用多条线路才能传送更多数据，而总线可同时传

2、输的数据数就称为宽度（width），以比特为单位，总线宽度愈大，传输性能就愈佳第7章5第7章63.573.5网卡8声卡9第7章7.1总线概述7.2总线仲裁7.3总线定时控制7.4总线标准10一、为什么要用总线二、什么是总线三、总线上信息的传送总线是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质串行并行7.1总线概述117.1.1总线的基本概念1.三态门和总线电路具有三种逻辑状态的门电路称为三态门“0”状态“1”状态浮空状态注意7.1总线概述127.1总线概述G=1Q=DG=0Q高阻G=1Q=DG=0Q高阻G=

3、0Q=DG=1Q高阻G=0Q=DG=1Q高阻13单向和双向总线单向总线上的信息只能向一个方向传送，如地址总线双向总线上的信息可以向两个方向上传送，如数据总线7.1总线概述142.总线事务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”，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7.1总线概述152.总线事务总线事务类型根据操作性质定义，典型的总线事务类型有“存储器读”、“存储器写”、“I/O读”、“I/O

4、写”、“中断响应”等一次总线事务包括两个阶段：地址阶段和数据阶段7.1总线概述167.1总线概述171.片内总线2.系统总线芯片内部的总线数据总线地址总线控制总线双向与机器字长、存储字长有关单向与存储地址、I/O地址有关有出有入计算机各部件之间的信息传输线存储器读、存储器写总线允许、中断确认中断请求、总线请求7.1总线概述7.1.2总线的分类183.通信总线串行通信总线并行通信总线传输方式用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统（如控制仪表、移动通信等）之间的通信7.1总线概述197.1.3总线的组成及性能指标总

5、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7.1总线概述20单总线（系统总线）CPU主存I/O接口I/O设备1I/O设备2I/O接口…I/O设备nI/O接口…PDP-11、DJS183采用这种结构7.1总线概述217.1.3总线的组成及性能指标总线结构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7.1总线概述22系统总线主存CPUI/O接口I/O设备1…I/O设备nI/O接口…存储总线DJS184、大多数计算机采用这种结构7.1总线概述237.1.3总线的组成及性

6、能指标总线结构③三总线结构：在双总线的基础上再增加一条I/O总线。7.1总线概述24具有特殊功能的处理器，由通道对I/O统一管理通道I/O接口设备n……I/O接口设备0CPU主存主存总线I/O总线7.1总线概述25CPU插板主存插板I/O插板一、总线物理实现BUS主板7.1总线概述263.5271.机械特性2.电气特性3.功能特性4.时间特性二、总线特性尺寸、形状、管脚数及排列顺序传输方向和有效的电平范围每根传输线的功能信号的时序关系地址数据控制7.1总线概述28三、总线的性能指标1.总线宽度2.总线带宽3.时钟

7、同步/异步4.总线复用5.信号线数6.总线控制方式7.其他指标数据线的根数每秒传输的最大字节数（MBps）同步、不同步地址线与数据线复用地址线、数据线和控制线的总和负载能力并发、自动、仲裁、逻辑、计数7.1总线概述29(2)总线带宽总线带宽定义为总线的最大数据传输率，即每秒传输的字节数。总线的带宽公式为：B=W×F/N其中，W为数据总线宽度，通常以字节为单位；F为总线的时钟频率；N为完成一次数据传送所用的时钟周期数。7.1总线概述30第7章7.1总线概述7.2总线仲裁7.3总线定时控制7.4总线标准31一、总线判

8、优控制总线判优控制分布式集中式主设备(模块)对总线有控制权从设备(模块)响应从主设备发来的总线命令1.基本概念链式查询计数器定时查询独立请求方式7.2总线仲裁322.链式查询方式总线控制部件I/O接口0…BSBRI/O接口1I/O接口n…BG数据线地址线BS－总线忙BR－总线请求BG－总线同意I/O接口17.2总线仲裁330BS－总线忙BR－总线请求总线控制部件数据线地址