计算机的总线
总线的概述
USB:Universal Serial Bus 通用串行总线
- 提供对外连接的接口
- 不同设备可以通过USB接口进行连接
- 连接的标准,促使外围设备接口的统一
PCI总线
ISA总线
Thunderbolt总线
解决不同设备之间的通信问题
总线分类
片内总线
- 芯片内部的总线
- 寄存器与寄存器之间
- 寄存器与控制器,运算器之间
高集成度芯片内部的信息传输线
系统总线
- 数据总线
- 地址总线
- 控制总线
CPU,主内存,IO总线,各组织之间的信息传输线
数据总线
- 双向传输各个部件的数据信息
- 数据总线的位数(总线宽度)是数据总线的重要参数
一般与CPU位数相同(32位,64位)
地址总线
- 指定源数据或目的数据在内存中的地址
- 地址总线的位数与存储单元有关
地址总线位数 = n,寻址范围:0~2^n
控制总线
- 控制总线是用来发来各种控制信号的传输线
- 控制信号由控制总线从一个组件发给另一个组件
- 控制总线可以监视不同组件之间的状态(就绪/未就绪)
总线仲裁
总线仲裁的方法
- 链式查询
- 计时器定时查询
- 独立请求
为了解决总线使用权的冲突问题
链式查询
好处:电路复杂度低,仲裁方式简单
坏处:低优先级的设备难以获得总线使用权,对电路故障敏感
计时器定时查询
- 仲裁控制器对设备编号并使用计时器累计计数
- 接收到仲裁信号后,往所有设备发出计数值
- 计数值与设备编号一致则获取总线使用权
独立请求
- 每个设备均有总线独立连接仲裁器
- 设备可单独向仲裁器发送请求和接收请求
- 当同时收到多个请求信号,仲裁器有权按优先级分配使用权
好处:响应速度快,优先顺序可动态改变
坏处:设备连线多,总线控制复杂
总线的仲裁
- 串联优先级判别
- 并联优先级判别
- 循环优先级判别
串联优先级判别
优先级高的设备经常得到总线使用权限
优先级低的设备长时间无法得到总线
并联优先级判别
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