总线占用期名词解释
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发布时间：2022-11-22 05:15
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时间：2024-10-06 21:36
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时间：2024-10-06 21:37
①数字计算机是由若干系统功能部件构成的，这些系统功能部件在一起工作才能形成一个完整的计算机系统。
②总线定义：计算机的若干功能部件之间不可能采用全互联形式，因此就需要有公共的信息通道，即总线。
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。借助于总线连接，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上进行工作。
2.总线可分为以下几类：
内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算器部
件之间的总线。
系统总线：外部总线。CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线。
I/0总线：中低速I/0设备相互连接的总线。
3.总线的特性
总线的特性可分为：物理特性、功能特性、电气特性、时间特性。
①物理特性：总线的物理连接方式（根数、插头、插座形状，引脚排列方式)
②功能特性：每根线的功能
③电气特性：每根线上信号的传递方向及有效电平范围
④时间特性：规定了每根总线在什么时间有效
4.总线的标准化
为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，就需要进行系统总线的标准化工作。目前，已经出现了很多总线标准，如PCI、ISA等。
采用标准总线的优点:简化系统设计、简化系统结构、提高系统可靠性、便于系统的扩充和更
总线带宽：总线本身所能达到的最高传输速率。
一次操作可以传输的数据位数:如S100为8位，ISA为16位，EISA为32位，PCI-2可达64位。
总线宽度不会超过微处理器外部数据总线的宽度。
二、总线的连接方式
1)适配器（接口）：实现高速CPU与低速外设之间工作速度上的匹配和同步，并完成计算机和外设之间的所有数据传送和控制。(接口是CPU和主存、外设之间通过总线进行连接的逻辑部件。)
单机系统中总线结构的两种基本类型：
单总线：使用一条单一的系统总线来连接CPU、内存和I/0设备。
多总线：在CPU、主存、I/0之间互联采用多条总线。
2)高速的CPU总线：CPU和cache之间采用
系统总线：主存连在其上。
高速总线上可以连接高速LAN(100Mb/s局域网).视频接口、图形接口、SCSI接口(支持本地磁盘驱动器和其他外设)、Firewire接口(支持大容量I/O设备）。高速总线通过扩充总线接口与扩充总线相连，扩充总线上可以连接串行方式工作的|/O设备。通过桥CPU总线、系统总线和高速总线彼此相连。桥实质上是一种具有缓冲、转换、控制功能的逻辑电路。多总线结构体现了高速、中速、低速设备连接到不同的总线上同时进行工作，以提高总线的效率和吞吐量，而且处理器结构的变化不影响高速总线。
三、总线的内部结构
早期总线的内部结构如图所示，它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。这种简单的总线一般也由50~100条线组成，这些线按其功能可分为三类：地址线数据线和控制线。
早期总线结构的不足之处在于：
CPU是总线上惟一的主控者。即使后来增加了具有简单仲裁逻辑的DMA控制器以支持DMA传送，但仍不能满足多CPU环境的要求。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。
由地址线、数据线、控制线组成。其结构与简单总线相似，但一般是32条地址线，32或64条数据线。为了减少布线，64位数据的低32位数据线常常和地址线采用多路复用方式。仲裁总线：包括总线请求线和总线授权线。中断和同步总线：用于处理带优先级的中断操作，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、系统复位线以及加电或断电的时序信号线等。
计算机系统中，传输信息基本有三种方式：
串行传送、并行传送、分时传送
出于速度和效率上的考虑，系统总线上传送的信息必须采用并行传送方式。分时传送即总线的分时复用。
①串行传送:使用一条传输线，采用脉冲传送。
主要优点是只需要一条传输线，这一点对长距离传输显得特别重要，不管传送的数据量有多少，只需要一条传输线，成本比较低廉。缺点就是速度慢。
②并行传送:每一数据位需要一条传输线，一般采用电位传送
③分时传送:总线复用或是共享总线的部件分时使用总线
【例2】利用串行方式传送字符(如图)，每秒钟传送的比特(bit)位数常称为波特率。假设数据传送速率是120个字符/秒，每一个字符格式规定包含10个比特位(起始位、停止位、8个数据位)，问传送的波特率是多少？每个比特位占用的时间是多少？
解：波特率为：10位×120/秒=1200波特
每个比特位占用的时间Td是波特率的倒数：Td=1/1200=0.833×10-3s=0.833ms
四、总线的仲裁
连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态，其中主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方请求。每次总线操作，只能有一个主方，但是可以有多个从方。
为了解决多个功能模块争用总线的问题，必须设置总线仲裁部件。
总线占用期：主方持续控制总线的时间。按照总线仲裁电路的位置不同，仲裁方式分为集中式和分布式两种。
①集中式仲裁有三种：链式查询方式：离*仲裁器最近的设备具有最高优先权，离总线控制器越远，优先权越低。
优点：只用很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且这种链式结构很容易扩充设备。
缺点：是对询问链的电路故障很敏感，优先级固定。
五、总线的定时
总线的信息传送过程：请求总线、总线仲裁、寻址、信息传送、状态返回。
定时：事件出现在总线上的时序关系。
①同步定时：
②异步定时：
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总线系统
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。 CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称为内部总线。 CPU同计算机系统的其他高速功能部件，称为系统总线。 中低速I/O设备日间互相连接的总线称为I/O总线。 总线的物理特性是指总线的物理连接方式。 地址总线的宽度指明了总线能够直接访问存储器的地址空间范围 数据总线的宽度指明了访问一次存储器或外设时能够交换数据的位数 控制总线包括CPU发出的各种命令 地址总线总是输出线，数据总线总是双向传送的信号线，控制总
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