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重學計算機組成原理-計算機總線詳解

網絡 通信技術
最常見的比如USB,Universal Serial Bus,提供了對外連接的接口,不同設備可通過USB接口進行連接,連接的標準也統一了外圍設備接口。

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最常見的比如USB,Universal Serial Bus,提供了對外連接的接口,不同設備可通過USB接口進行連接,連接的標準也統一了外圍設備接口。

還有 PCI、ISA、Thunderbolt 等總線,都是為解決不同設備間的通信問題。

試想如果沒有總線,當我們需要新加一個輸入設備后,為了維持與各個設備的通信又得加一堆線路。而有了 I/O 總線后就像下圖達到解耦清晰而統一。

分類

片內總線

芯片內部的總線,寄存器與寄存器之間,寄存器與控制器、運算器之間。高集成度芯片內部的信息傳輸線。

系統總線

數據總線

雙向傳輸各個部件的數據信息,數據總線的位數(總線寬度)一般與CPU位數相同(32位、 64位)

地址總線

指定源數據或目的數據在內存中的地址,地址總線的位數與存儲單元有關。

  1. 地址總線位數=n 
  2. 尋址范圍: 0~2^n 

控制總線

發出各種控制信號的傳輸線,控制信號經由控制總線從一個組件發給另外一個組件,控制總線可監視不同組件之間的狀態(就緒/未就緒)。

CPU、主內存、I0設備、各組件之間的信息傳輸線。

仲裁

總線上可能掛接多個設備,為了解決總線控制權的競爭問題,必須有總線仲裁部件,以某種規則裁決、分配總線的控制權。

多個主設備提出總線控制請求時,一般采用優先級或公平策略進行仲裁。

按照總線仲裁電路的位置不同,仲裁方式分為:

  • 集中式
  • 分布式

鏈式查詢

總線授權信號被依次串行地傳送到所連接的外圍設

備上進行比較。

離總線控制器的邏輯距離決定,越近優先級越高。

優點:

  • 電路復雜度低,仲裁方式簡單

缺點:

  • 優先級低的設備難以獲得總線使用權
  • 對電路故障敏感

計時器定時查詢

仲裁控制器對設備編號并使用計數器累計計數,接收到仲裁信號后,往所有設備發出計數值,當查詢計數器計數值與發出請求的設備編號一致時,中止查詢,該設備獲總線控制權。

優先級靈活:計數器初值、設備編號可通過程序設定,優先次序可用程序控制。

獨立請求

各設備均通過專用請求信號線與仲裁器連接,且通過

獨立的授權信號線接收總線批準信號。

優點

  • 響應速度快,優先順序可動態改變

缺點

  • 設備連線多,總線控制復雜

本文轉載自微信公眾號「JavaEdge」,可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯系JavaEdge公眾號。

 

責任編輯:武曉燕 來源: JavaEdge
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