总线
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
总线的分类
片内总线
芯片内部的总线
系统总线
计算机各部件之间的信息传输线
数据总线
双向 与机器字长、存储字长有关
地址总线
单向(从cpu单向输出)与存储地址、 I/O地址有关
控制总线
有出 有入
中断请求、总线请求
存储器读、存储器写
总线允许、中断确认
通信总线
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
传输方式
串行通信总线
并行通信总线
总线控制
总线判优控制
主设备(模块):对总线有 控制权
从设备(模块):对总线有 控制权
链式查询
连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感
计数器定时查询
优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂
独立请求方式
响应速度快,优先级次序控制灵活,但连线多,总线控制复杂
分布式
总线控制逻辑分布在连接总线的各部件或设备中.
总线通信控制
同步通信(同步定时方式)
由统一的时标控制数据传送
异步通信(同步定时方式)
不互锁
主设备发出请求信号,从设备发出应答信号,经过一定的延时,主设备不管有没有收到从设备的应答信号都会撤销请求信号,从设备也如此,不管主设备有没有收到应答信号,经过一定的延时以后,会自动撤销应答信号。
半互锁
主设备发出请求信号以后,从设备接受到请求信号,发出应答信号,主设备唯有接受到从设备发出的应答信号后才会撤销请求信号,但是从设备不管主设备有没有接受到应答信号,经过一定的延时,都会撤销应答信号,这就可能造成主设备一直没有接受到应答信号导致主设备发出的请求信号一直处于高电平状态。
全互锁
全互锁解决了半互锁存在的问题,当主设备向从设备发出请求信号以后,从设备接收到请求信号之后将发出应答信号直到主设备接收到来自从设备的应答信号才撤销请求信号,主设备撤销请求应答信号之后,从设备才会撤销应答信号,这就避免了可能导致主设备发出的请求信号一直处于高电平的状态。
半同步通信
半同步通信时序可为:
T1 主模块发地址;
T2 主模块发命令;
Tw 当 为低电平有效时,进入等待,其间隔与T统一;
Tw 当 为低电平有效时,进入等待,其间隔与T统一;
……
T3 从模块提供数据(若属读命令);
T4 从模块撤消数据。
分离式通信
分离式通讯的特点是:
(1)各模块欲占用总线使用权都必须提出申请;
(2)在得到总线使用权后,主模块在先定的时间内向对方传送信息,采用同步方式传送,不再等待对方的回答信号;
(3)各模块在准备数据的过程中都不占用总线,使总线可接受其它模块的请求;
(4)总线被占用时都在做有效工作,或者通过它发送命令,或者通过它传送数据,不存在空闲等待时间,充分利用了总线的占用,从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行传送。
分离式通讯主要用于大型计算机系统。
总线特性及性能指标
总线特性
机械特性
尺寸、形状、管脚数 及 排列顺序
电气特性
传输方向 和有效的 电平 范围
功能特性
每根传输线的 功能
地址
数据
控制
时间特性
信号的 时序 关系
总线的性能指标
总线宽度
数据线的根数
总线带宽
每秒传输的最大字节数(MBps)
总线带宽=总线数据传输频率 X 数据总线位数
Mbps与MB/s换算(ISO/IEC80000 国际标准)
1Mbps=1,000,000比特/秒=125,000字节/秒=0.125MB/s
ISO/IEC80000-13:2008 [1] 标准规定如下:
1 KB = 1,000 Bytes
1 MB = 1,000 KB= 1,000,000 Bytes
1 GB = 1,000 MB= 1,000,000 KB= 1,000,000,000 Bytes
1 TB = 1,000 GB= 1,000,000 MB= 1,000,000,000 KB= 1,000,000,000,000 Bytes
024进制的数据单位则记为KiB, MiB, GiB, TiB
时钟同步/异步
同步、不同步
总线复用
地址线 与 数据线 复用
信号线数
地址线、数据线和控制线的 总和
总线控制方式
并发、自动、仲裁、逻辑、计数
其他指标
负载能力
总线标准
ISA
EISA
VESA(LV-BUS)
PCI
AGP
RS-232
USB