总线系统课件.ppt

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1、第六章总线系统基本概念总线接口总线的总裁、定时和数据传送模式典型总线总线结构——基本概念总线的基本概念总线：是构成计算机系统的互联机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础进行工作。总线结构——基本概念总线的分类：一个单处理器系统中的总线，分为三类内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。系统总线：CPU同计算机系统的其他高速功能部件之间互相连接的总线。I/O总线：中、低速I/O设备之间互相

2、连接的总线。总线结构——基本概念总线的特性：物理特性：指总线的物理连接方式。功能特性：总线中每一根线的功能。电气特性：每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。时间特性：每根线在什么时间有效。总线结构——基本概念总线的标准化问题；例如：ISA,EISA,VESA,PCI等等总线带宽：总线本身所能达到的最高传输速率。单位是兆字节/秒（MB/S）内存条芯片组BIOS芯片CPU插座串行接口AGP扩展槽PCI扩展槽电池总线结构——基本概念总线的连接方式：通过设备适配器将种类繁多、速度各异的外围设备连接到CPU

3、上，使他们能够一起正常工作。设备适配器也称为接口。总线结构——基本概念单机系统的总线连接方式：单总线系统双总线系统三总线系统总线结构——基本概念CPU主存设备适配器设备适配器单总线结构系统总线总线结构——基本概念单总线特点：结构简单，容易扩充由于若干逻辑部件共用一条总线，因此，总线为分时工作状态，否则，将会使整机工作速度降低。CPU主存设备适配器设备适配器双总线结构存储总线系统总线特点：由于CPU与主存交换数据的机会多，故增加了存储总线解决此问题，减轻了总线的负担。CPU主存设备适配器设备适配器IO

4、PI/O总线三总线结构系统总线存储总线通道的功能：对外设的统一管理；完成外设与主存，CPU之间的数据传送。特点：提高了CPU工作效率，同时也最大限度的提高外设的工作速度。总线结构——基本概念总线结构对计算机系统性能的影响：最大存储容量（单总线和双总线的区别）指令系统（单总线和双总线的区别）吞吐量（取决于主存的存取周期）在计算机运行时双端口存储器，每个端口对应不同总线，提高了存取速度；在三总线中，采用通道控制，增加了I/O总线，进一步扩展了系统的吞吐量。单总线结构：主存、外设统一编址例：AB为16位，

5、则最大容量为64K60K4K0000HF3FFHF400HFFFFH主存外设主存容量<216双总线结构：主存、外存单独编址。例：AB为16位，则最大容量为64K主存外设64K256主存->存储总线->AB=16->64K外设->系统总线->AB=8->256字节指令系统：CPU访问主存、外设的指令由于总线的结构不同而不同。例：单总线：主存-外设统一编址所以只有一条指令，如：MOVA，0000H；A<-主存MOVA，FFE0H；A<-外设双总线：主存、外设单独编址所以需要各种命令例：MOVA，0020

6、H；A<-外存主存传送INA，20H；A<-外设OUT(20)，A；外设<-A外设传送总线结构——基本概念早期总线的内部结构：实际上是处理器芯片引脚的延伸，是处理器与I/O设备适配器的通道。数据线地址线控制线总线结构——基本概念CPU存储器模块输入设备接口输出设备接口简单总线结构的不足之处在于：第一CPU是总线上的唯一主控者。第二总线信号是CPU引脚信号的延伸，故总线结构紧密与CPU相关，通用性较差。总线结构——基本概念当代总线结构：数据传送总线：由地址线、数据线和控制线组成。仲裁总线：包括总线请求

7、线和总线授权线中断和同步总线：包括中断请求线和中断认可线。公用线：包括时钟信号线、电源线、地线和系统复位线等。总线结构——基本概念CPU-CACHE模块存储器模块I/O适配器总线控制器数据传送总线（数据线、地址线、控制线）仲裁总线中断和同步总线公用线系统总线——总线接口信息的传送方式串行传送在串行传送时，按顺序来传送表示一个数码的所有二进制位(bit)的脉冲信号，每次一位，被传送的数据需要在发送部件进行并－－串变换，这称为拆卸，反之称为装配。并行传送对每个数据位都需要单独一条传输线。信息有多少二进制

8、位组成，就需要多少条传输线，从而使得二进制数“0”或“1”在不同的线上同时进行传送。分时传送共享总线的部件分时使用总线系统总线——总线接口接口即I/O设备适配器，具体指CPU和主存、外围设备之间通过总线进行连接的逻辑部件。接口部件在它动态连接的两个部件之间起着“转换器”的作用，以便实现彼此之间的信息传送。接口的功能：控制缓冲状态转换整理程序中断系统总线——总线的仲裁、定时和数据传送模式总线仲裁：连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。为了解决多个主设备同时竞争总线