chapter03 作業(yè)題

1、3.1 總線的基本概念總線的基本概念3.2 總線的分類總線的分類3.3 總線特性及性能指標(biāo)總線特性及性能指標(biāo)3.4 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)3.5 總線控制總線控制一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接1.計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式分散連接：分散連接：各部件使用單獨(dú)連線各部件使用單獨(dú)連線總線連接：將總線連接：將各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸入設(shè)備運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器輸出設(shè)備輸出設(shè)備一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接1.計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式總線連接：將總線連接

2、：將各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線中央處理中央處理 器器 CPUI/O總線總線M總總線線主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 M.MI/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備1 外部外部 設(shè)備設(shè)備2I/O接口接口I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備n一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接一、計(jì)算機(jī)五大部件間的連接1.計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式計(jì)算機(jī)五大部件間的連接方式分散連接：分散連接：各部件使用單獨(dú)連線各部件使用單獨(dú)連線總線連接：將總線連接：將各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線各部件連接到一組公共信號(hào)傳輸線2.總線連接的優(yōu)點(diǎn)總線連接的優(yōu)點(diǎn)靈活：靈活：便于添加便于添加新部件，且部件可在使用相同總線新部件，且部

3、件可在使用相同總線的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間互換的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間互換低成本：低成本： 一組信號(hào)傳輸線可被多部件共享一組信號(hào)傳輸線可被多部件共享3.總線連接的缺點(diǎn)總線連接的缺點(diǎn) 產(chǎn)生產(chǎn)生通信瓶頸通信瓶頸 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)采用總線連接現(xiàn)代計(jì)算機(jī)采用總線連接二、什么是總線二、什么是總線三、總線上信息的傳送方式三、總線上信息的傳送方式1.總線的定義總線的定義 共享的傳輸介質(zhì)共享的傳輸介質(zhì) 總線是連接各個(gè)部件的信息傳輸線總線是連接各個(gè)部件的信息傳輸線2.兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)一個(gè)部件發(fā)出的信號(hào)可被連接到總線上的其他所有部件一個(gè)部件發(fā)出的信號(hào)可被連接到總線上的其他所有部件所接收所接收某一時(shí)刻只允許一個(gè)部件向總線發(fā)送信息，多個(gè)部

4、件可某一時(shí)刻只允許一個(gè)部件向總線發(fā)送信息，多個(gè)部件可同時(shí)從總線接受相同信息同時(shí)從總線接受相同信息串行串行并行并行四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例1. 面向面向 CPU 的雙總線結(jié)構(gòu)的雙總線結(jié)構(gòu)中央處理中央處理 器器 CPUI/O總線總線M總總線線主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 M.MI/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備1 外部外部 設(shè)備設(shè)備2I/O接口接口I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備n I/O設(shè)備與主存無(wú)法直設(shè)備與主存無(wú)法直接信息交換接信息交換單總線（系統(tǒng)總線）單總線（系統(tǒng)總線）2. 單總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu) CPU M.M I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備1 外部外部 設(shè)備設(shè)備2 I/O

5、接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例 I/O設(shè)備與主存可直接設(shè)備與主存可直接信息交換信息交換3. 以存儲(chǔ)器為中心的雙總線結(jié)構(gòu)以存儲(chǔ)器為中心的雙總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 M.M CPU I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備1 外部外部 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口存儲(chǔ)總線存儲(chǔ)總線四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例四、總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)舉例1. .片內(nèi)總線片內(nèi)總線2.系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線指芯片內(nèi)部連接各元件的總線。指芯片內(nèi)部連接各元件的總線。如如CPU芯片內(nèi)部，在寄存器、芯片內(nèi)部，在寄存器、ALU、指令部、指令部件等各元件間的總線件等各元件間的總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)

6、總線地址總線地址總線控制總線控制總線雙向雙向 與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)有關(guān)與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)有關(guān)單向單向 與存儲(chǔ)地址、與存儲(chǔ)地址、 I/O地址有關(guān)地址有關(guān)有出有出 有入有入計(jì)算機(jī)各部件間計(jì)算機(jī)各部件間 的信息傳輸線的信息傳輸線存儲(chǔ)器讀、存儲(chǔ)器寫(xiě)存儲(chǔ)器讀、存儲(chǔ)器寫(xiě)總線允許、中斷確認(rèn)總線允許、中斷確認(rèn)中斷請(qǐng)求、總線請(qǐng)求中斷請(qǐng)求、總線請(qǐng)求3. .通信總線通信總線串行通信總線串行通信總線并行通信總線并行通信總線傳輸方式傳輸方式用于用于 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間 或或 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)（如控制儀表、移動(dòng)通信等）間的通信（如控制儀表、移動(dòng)通信等）間的通信CPU 插件板插件板M.M 插

7、件板插件板I/O插件板插件板3.3.1 總線物理實(shí)現(xiàn)總線物理實(shí)現(xiàn)BUS1. 機(jī)械特性機(jī)械特性2. 電氣特性電氣特性3. 功能特性功能特性4. 時(shí)間特性時(shí)間特性3.3.2 總線特性總線特性規(guī)定模塊插件的機(jī)械尺寸，總線插頭、插規(guī)定模塊插件的機(jī)械尺寸，總線插頭、插座的規(guī)格及位置等座的規(guī)格及位置等規(guī)定總線信號(hào)的邏輯電平、噪聲容限及負(fù)載規(guī)定總線信號(hào)的邏輯電平、噪聲容限及負(fù)載能力等能力等給出各總線信號(hào)的名稱及給出各總線信號(hào)的名稱及功能定義功能定義信號(hào)的信號(hào)的 時(shí)序時(shí)序 關(guān)系關(guān)系地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制3.3.3 總線的性能指標(biāo)總線的性能指標(biāo)1. 總線寬度總線寬度2. 標(biāo)準(zhǔn)傳輸率標(biāo)準(zhǔn)傳輸率 （總線帶寬）（總

8、線帶寬）3. 時(shí)鐘同步時(shí)鐘同步/異步異步4. 總線復(fù)用總線復(fù)用5. 信號(hào)線數(shù)信號(hào)線數(shù)6. 總線控制方式總線控制方式7. 其他指標(biāo)其他指標(biāo)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 的位數(shù)的位數(shù)每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（MBps）同步、不同步同步、不同步地址線地址線 與與 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 復(fù)用復(fù)用地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的 總和總和負(fù)載能力負(fù)載能力并發(fā)、自動(dòng)、仲裁、邏輯、計(jì)數(shù)并發(fā)、自動(dòng)、仲裁、邏輯、計(jì)數(shù)模塊模塊系統(tǒng)系統(tǒng) 3.3.4 總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)系統(tǒng)模塊模塊標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 界界 面面1.總線標(biāo)準(zhǔn)的形成途徑總線標(biāo)準(zhǔn)的形成途徑由流行形成標(biāo)準(zhǔn)由流行形成標(biāo)準(zhǔn) 例：例：IBMPC-AT總線總線為

9、解決共性問(wèn)題由多個(gè)制造商合作提出標(biāo)準(zhǔn)為解決共性問(wèn)題由多個(gè)制造商合作提出標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化組織制定標(biāo)準(zhǔn)化組織制定 ANSI IEEE等組織等組織PCI總線標(biāo)準(zhǔn)由總線標(biāo)準(zhǔn)由Intel發(fā)起、由一個(gè)工業(yè)委員會(huì)發(fā)展而來(lái)發(fā)起、由一個(gè)工業(yè)委員會(huì)發(fā)展而來(lái)l標(biāo)準(zhǔn)總線規(guī)范越來(lái)越復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)總線規(guī)范越來(lái)越復(fù)雜包含信號(hào)分類、數(shù)據(jù)寬度、地址空間、傳輸速率、總線仲裁、包含信號(hào)分類、數(shù)據(jù)寬度、地址空間、傳輸速率、總線仲裁、握手協(xié)議、總線定時(shí)、事務(wù)類型等內(nèi)容。握手協(xié)議、總線定時(shí)、事務(wù)類型等內(nèi)容。 3.3.4 總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)2.常用的總線標(biāo)準(zhǔn)常用的總線標(biāo)準(zhǔn)lISA 總線總線 IBM 推出推出 16位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 、24位地址、位地址、 時(shí)

10、鐘時(shí)鐘8MHZ 、 最大傳輸速率最大傳輸速率16MBPslEISA 總線總線32位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 、32位地址、位地址、 時(shí)鐘時(shí)鐘8MHZ 、 最大傳輸速率最大傳輸速率33MBPslVL-BUS 總線總線 局部總線局部總線32位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) （可擴(kuò)展至（可擴(kuò)展至64位）位） 、 時(shí)鐘時(shí)鐘33MHZ 、 最大傳輸速率最大傳輸速率133MBPslPCI 總線總線 外圍部件互聯(lián)總線外圍部件互聯(lián)總線 局部總線局部總線32位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 、 時(shí)鐘時(shí)鐘33MHZ 、 最大傳輸速率最大傳輸速率132MBPs64位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 、 時(shí)鐘時(shí)鐘66MHZ 、 最大傳輸速率最大傳輸速率528MBPslAGP總線總線 加速圖形

11、端口加速圖形端口 顯卡顯卡lRS-232C 總線總線 串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)lUSB 總線總線 3.3.4 總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)3.4.1 單總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)單總線（系統(tǒng)總線）單總線（系統(tǒng)總線） CPU M.M I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備1 外部外部 設(shè)備設(shè)備2 I/O接口接口 外部外部 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口1. 雙總線結(jié)構(gòu)雙總線結(jié)構(gòu)具有特殊功能的處理器具有特殊功能的處理器由通道對(duì)由通道對(duì)I/O統(tǒng)一管理統(tǒng)一管理通道通道 I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備n I/O接口接口 設(shè)備設(shè)備0 CPU主存主存主存總線主存總線I/O總線總線3.4.2 多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)2. 三總線結(jié)構(gòu)三總線結(jié)構(gòu)主存

12、總線主存總線DMADMA總線總線I/O總線總線 CPU 主存主存設(shè)備設(shè)備1設(shè)備設(shè)備n高速外設(shè)高速外設(shè)I/O接口接口I/O接口接口I/O接口接口3.4.2 多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)3. 三總線結(jié)構(gòu)的又一形式三總線結(jié)構(gòu)的又一形式局域網(wǎng)局域網(wǎng)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CPUCache局部總線局部總線擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線Modem串行接口串行接口SCSI局部局部I/O控制器控制器主存主存3.4.2 多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)4. 四總線結(jié)構(gòu)四總線結(jié)構(gòu)主存主存擴(kuò)展總線接口擴(kuò)展總線接口局域網(wǎng)局域網(wǎng)SCSI多媒體多媒體CPU調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器串行接口串行接口FAX系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線局部總線局部總線高速總線高

13、速總線擴(kuò)展總線擴(kuò)展總線圖形圖形Cache/橋橋3.4.2 多總線結(jié)構(gòu)多總線結(jié)構(gòu)1. 傳統(tǒng)微型機(jī)總線結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)微型機(jī)總線結(jié)構(gòu)3.4.3 總線結(jié)構(gòu)舉例總線結(jié)構(gòu)舉例存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器SCSI II控制器控制器主存控制器主存控制器ISA EISA8 MHz16 6位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路標(biāo)準(zhǔn)總線控制器標(biāo)準(zhǔn)總線控制器33 MHz3232位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器多媒體多媒體高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖形 CPU2. VL-BUS局部總線結(jié)構(gòu)局部總線結(jié)構(gòu)33 MHz的的3232位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線ISA EISA多媒體多媒體高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖

14、形調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器圖文傳真圖文傳真8 MHz的的1616位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)總線 控制器控制器CPU主存控制器主存控制器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器局部總線局部總線 控制器控制器 SCSI控制器控制器VL BUS3.4.3 總線結(jié)構(gòu)舉例總線結(jié)構(gòu)舉例3. PCI 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)CPU多媒體多媒體PCI 橋橋高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖形調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器圖文傳真圖文傳真PCI 總線總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線33 MHz的的32位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路8 MHz的的16位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路ISA EISA標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)總線 控制器控制器 SCSI 控制器控制器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3.4.3 總線結(jié)構(gòu)舉例

15、總線結(jié)構(gòu)舉例4. 多層多層 PCI 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)PCI總線總線2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器橋橋0橋橋4 PCI設(shè)備設(shè)備橋橋5總線橋總線橋橋橋3橋橋1設(shè)備設(shè)備橋橋2第一級(jí)橋第一級(jí)橋第二級(jí)橋第二級(jí)橋第三級(jí)橋第三級(jí)橋PCI總線總線4PCI總線總線5PCI總線總線3PCI總線總線1PCI總線總線0存儲(chǔ)器總線存儲(chǔ)器總線 標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)總線CPU3.4.3 總線結(jié)構(gòu)舉例總線結(jié)構(gòu)舉例3.5.1 總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制分布式分布式集中式集中式主設(shè)備主設(shè)備(模塊模塊)對(duì)總線有對(duì)總線有 控制權(quán)控制權(quán)從設(shè)備從設(shè)備(模塊模塊)響應(yīng)響應(yīng) 從主設(shè)備發(fā)來(lái)的總線命令從主設(shè)備發(fā)來(lái)的總線命令1. 基本概念基本概念鏈

16、式查詢鏈?zhǔn)讲樵冇?jì)數(shù)器定時(shí)查詢計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢獨(dú)立請(qǐng)求方式獨(dú)立請(qǐng)求方式2. 鏈?zhǔn)讲樵兎绞芥準(zhǔn)讲樵兎绞娇偪偩€線控控制制部部件件I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口nBG數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線BS -總線忙總線忙BR-總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求BG-總線同意總線同意I/O接口接口13.5.1 總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):易擴(kuò)充設(shè)備易擴(kuò)充設(shè)備缺點(diǎn)缺點(diǎn):不能保證安全和公平不能保證安全和公平 0BS -總線忙總線忙BR-總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口n設(shè)備地址設(shè)備地址3. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢

17、方式I/O接口接口1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器設(shè)備地址設(shè)備地址 1比鏈?zhǔn)讲樵兌嘁唤M設(shè)備地址線，少一根總線允許線比鏈?zhǔn)讲樵兌嘁唤M設(shè)備地址線，少一根總線允許線BGu總線上的任一設(shè)備要使用總線，通過(guò)總線上的任一設(shè)備要使用總線，通過(guò)BR線發(fā)總線請(qǐng)求線發(fā)總線請(qǐng)求u總線控制部件接到總線控制部件接到BR請(qǐng)求后，若請(qǐng)求后，若BS=0，計(jì)數(shù)器加，計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)，并計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值通過(guò)設(shè)備地址線發(fā)向各設(shè)備將計(jì)數(shù)值通過(guò)設(shè)備地址線發(fā)向各設(shè)備u各設(shè)備接口都有設(shè)備地址判別電路，當(dāng)設(shè)備地址線上的計(jì)數(shù)各設(shè)備接口都有設(shè)備地址判別電路，當(dāng)設(shè)備地址線上的計(jì)數(shù)值與請(qǐng)求總線的設(shè)備地址一致，該設(shè)備置值與請(qǐng)求總線的設(shè)備地址一致，該設(shè)備置“1”BS線，

18、獲得總線，獲得總線使用權(quán)，中止計(jì)數(shù)線使用權(quán)，中止計(jì)數(shù)u可從可從 0/中止點(diǎn)中止點(diǎn) 始計(jì)數(shù)始計(jì)數(shù)u0開(kāi)始，與鏈?zhǔn)讲樵兿嗤?，?yōu)先級(jí)順序固定開(kāi)始，與鏈?zhǔn)讲樵兿嗤?，?yōu)先級(jí)順序固定u從中止點(diǎn)開(kāi)始，各設(shè)備使用總線的優(yōu)先級(jí)相等從中止點(diǎn)開(kāi)始，各設(shè)備使用總線的優(yōu)先級(jí)相等u計(jì)數(shù)器初值用程序設(shè)置，方便改變優(yōu)先次序計(jì)數(shù)器初值用程序設(shè)置，方便改變優(yōu)先次序缺點(diǎn)：增加了連線數(shù)量缺點(diǎn)：增加了連線數(shù)量l計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢的優(yōu)點(diǎn)計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢的優(yōu)點(diǎn):3. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式排隊(duì)器排隊(duì)器排隊(duì)器排隊(duì)器4. 獨(dú)立請(qǐng)求方式獨(dú)立請(qǐng)求方式總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0I/O接口接口1I/O接口

19、接口nBR0BG0BR1BG1BRnBGnBG-總線同意總線同意BR-總線請(qǐng)求總線請(qǐng)求每個(gè)共享總線的設(shè)備均有一對(duì)每個(gè)共享總線的設(shè)備均有一對(duì)BRi和和BGi。l 分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個(gè)主模塊都有自己的唯一分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個(gè)主模塊都有自己的唯一仲裁號(hào)和仲裁器。仲裁號(hào)和仲裁器。l 有總線請(qǐng)求時(shí)，把仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個(gè)仲有總線請(qǐng)求時(shí)，把仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個(gè)仲裁器將仲裁總線上仲裁號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較。裁器將仲裁總線上仲裁號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較。l 如果仲裁總線上的號(hào)大，則它的總線請(qǐng)求不予響應(yīng)。如果仲裁總線上的號(hào)大，則它的總線請(qǐng)求不予響應(yīng)。5.分布式控制分

20、布式控制中央中央處理器處理器設(shè)備接口設(shè)備接口0 0設(shè)備接口設(shè)備接口1 1設(shè)備接口設(shè)備接口N N0213.5.1 總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制3.5.2 總線通信控制總線通信控制1. 目的目的2. 總線周期總線周期: 完成一次總線操作的時(shí)間完成一次總線操作的時(shí)間 總線傳輸周期總線傳輸周期主模塊申請(qǐng)主模塊申請(qǐng)，總線仲裁決定，總線仲裁決定主模塊向從模塊主模塊向從模塊 給出地址給出地址 和和 命令命令主模塊和從模塊主模塊和從模塊 交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)主模塊主模塊 撤銷有關(guān)信息撤銷有關(guān)信息 申請(qǐng)分配階段申請(qǐng)分配階段尋址階段尋址階段傳數(shù)階段傳數(shù)階段結(jié)束階段結(jié)束階段解決通信雙方解決通信雙方 協(xié)調(diào)配合協(xié)調(diào)配合 問(wèn)題問(wèn)

21、題總總線線周周期期由由 統(tǒng)一時(shí)標(biāo)統(tǒng)一時(shí)標(biāo) 控制數(shù)據(jù)傳送控制數(shù)據(jù)傳送充分充分 挖掘挖掘 系統(tǒng)系統(tǒng) 總線每瞬間總線每瞬間 的的 潛力潛力同步通信同步通信 異步通信異步通信 半同步通信半同步通信 分離式通信分離式通信 3.四種總線通信方式四種總線通信方式采用采用 應(yīng)答方式應(yīng)答方式，無(wú)公共時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)公共時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)同步、異步結(jié)合同步、異步結(jié)合3.5.2 總線通信控制總線通信控制總線判優(yōu)控制方式：集中、分布控制方式總線判優(yōu)控制方式：集中、分布控制方式集中控制方式：鏈?zhǔn)讲樵儭⒂?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求方式集中控制方式：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求方式(1) 同步式數(shù)據(jù)輸入同步式數(shù)據(jù)輸入T1總線傳輸周期總

22、線傳輸周期T2T3T4 時(shí)鐘時(shí)鐘 地址地址 讀命令讀命令 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)主模塊主模塊發(fā)地址發(fā)地址主模塊發(fā)主模塊發(fā)讀命令讀命令從模塊提從模塊提供數(shù)據(jù)供數(shù)據(jù)主模塊獲主模塊獲取數(shù)據(jù)取數(shù)據(jù)主模塊撤銷讀命令，主模塊撤銷讀命令，從模塊撤銷數(shù)據(jù)從模塊撤銷數(shù)據(jù)3.四種總線通信方式四種總線通信方式(2) 同步式數(shù)據(jù)輸出同步式數(shù)據(jù)輸出T1總線傳輸周期總線傳輸周期T2T3T4 時(shí)鐘時(shí)鐘 地址地址 寫(xiě)命令寫(xiě)命令 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)主模主模塊發(fā)塊發(fā)地址地址主模塊發(fā)主模塊發(fā)寫(xiě)命令寫(xiě)命令從模塊在規(guī)從模塊在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將定時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入指數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的單元定的單元主模塊撤銷寫(xiě)主模塊撤銷寫(xiě)命令和數(shù)據(jù)命令和數(shù)據(jù)主模塊主模塊提供數(shù)提供數(shù)據(jù)據(jù)3.四

23、種總線通信方式四種總線通信方式例例3.1 設(shè)總線時(shí)鐘頻率設(shè)總線時(shí)鐘頻率100MHz，傳輸周期為，傳輸周期為4 個(gè)時(shí)鐘周個(gè)時(shí)鐘周期，總線寬度期，總線寬度32 位，試求總線的數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高位，試求總線的數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高一倍數(shù)據(jù)傳輸率，可采取什么措施？一倍數(shù)據(jù)傳輸率，可采取什么措施？解：根據(jù)總線時(shí)鐘頻率，得解：根據(jù)總線時(shí)鐘頻率，得 時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期 T= 1/100MHz = 0.01s 總線傳輸周期總線傳輸周期= 4T= 0.01s4 = 0.04s 總線寬度總線寬度32 位位 = 4B 總線的數(shù)據(jù)傳輸率為總線的數(shù)據(jù)傳輸率為 4B/4T= 4B/0.04s= 100MBps 若想提高一倍

24、數(shù)據(jù)傳輸率，措施為：若想提高一倍數(shù)據(jù)傳輸率，措施為： 措施措施1：總線時(shí)鐘頻率不變，數(shù)據(jù)線寬度為：總線時(shí)鐘頻率不變，數(shù)據(jù)線寬度為64 位位 措施措施2:數(shù)據(jù)寬度不變，時(shí)鐘頻率增加到數(shù)據(jù)寬度不變，時(shí)鐘頻率增加到200MHz3.5.2 總線通信控制總線通信控制不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖(3) 異步通信異步通信主設(shè)備主設(shè)備請(qǐng)求請(qǐng)求從設(shè)備從設(shè)備回答回答舉舉例例采取應(yīng)答方式通信采取應(yīng)答方式通信主模塊發(fā)請(qǐng)求，從模塊發(fā)應(yīng)答主模塊發(fā)請(qǐng)求，從模塊發(fā)應(yīng)答不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖異步通信的應(yīng)答方式異步通信的應(yīng)答方式單機(jī)系統(tǒng)中單機(jī)系統(tǒng)中CPU向主存寫(xiě)信息向主存寫(xiě)信息多機(jī)系統(tǒng)中，多機(jī)系統(tǒng)中，CPU

25、對(duì)對(duì)共享存儲(chǔ)器的訪問(wèn)共享存儲(chǔ)器的訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)通信的雙方網(wǎng)絡(luò)通信的雙方3.5.2 總線通信控制總線通信控制異步串行通信字符的格式異步串行通信字符的格式以字符為傳送單位，用起始位和停止位標(biāo)識(shí)每個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)以字符為傳送單位，用起始位和停止位標(biāo)識(shí)每個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束，字符間隔不固定。例：束，字符間隔不固定。例：D0D1D2D3D4D5D6D7停止位停止位起始位起始位一個(gè)字符稱為一幀數(shù)據(jù)一個(gè)字符稱為一幀數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)以字符數(shù)據(jù)以字符(字節(jié)字節(jié))為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過(guò)傳輸線由接收設(shè)備逐幀接收逐幀發(fā)送，通過(guò)傳輸線由接收設(shè)備逐幀接收發(fā)送端和接收端可有各

26、自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收發(fā)送端和接收端可有各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，互不同步(3) 異步通信異步通信3.5.2 總線通信控制總線通信控制字符幀（數(shù)據(jù)幀）由起始、數(shù)據(jù)、奇偶校驗(yàn)和停止位組成字符幀（數(shù)據(jù)幀）由起始、數(shù)據(jù)、奇偶校驗(yàn)和停止位組成兩兩種種傳傳送送字字符符格格式式3.5.2 總線通信控制總線通信控制異步串行通信字符的格式異步串行通信字符的格式l波特率波特率(位位/秒秒)對(duì)傳送速率的規(guī)定對(duì)傳送速率的規(guī)定異步通訊雙方需約定：字符格式和傳送速率異步通訊雙方需約定：字符格式和傳送速率波特率波特率:每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)

27、的位數(shù)(比特?cái)?shù)比特?cái)?shù))，單位，單位bps波特率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度越快波特率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度越快例例3.2 在異步串行傳輸系統(tǒng)中，設(shè)每秒傳輸在異步串行傳輸系統(tǒng)中，設(shè)每秒傳輸120 數(shù)據(jù)幀，字符格數(shù)據(jù)幀，字符格式：式：1 個(gè)起始位、個(gè)起始位、7 個(gè)數(shù)據(jù)位、個(gè)數(shù)據(jù)位、1 個(gè)奇校驗(yàn)位、個(gè)奇校驗(yàn)位、1 個(gè)終止位，試個(gè)終止位，試計(jì)算波特率。計(jì)算波特率。 解：根據(jù)題目給出的字符格式，一幀包含解：根據(jù)題目給出的字符格式，一幀包含 1+7+1+1=10 位位 波特率為波特率為 （1+7+1+1）120bps=1200bps=1200 波特波特3.5.2 總線通信控制總線通信控制波特率波特率例例3.3 畫(huà)圖說(shuō)明用異步串行傳輸方式發(fā)送畫(huà)圖說(shuō)明用異步串行傳輸方式發(fā)送8