第三章 系统总线

3.1 总线的基本概念

一、为什么要用总线

需要通讯的设备需要两两连接,如果每个通讯设备都单独连线,那么会需要大量的连线,若都印刷在了电路板上,会占用大量空间,且提供相应的接口,也是一个沉重的负担,此外还会导致设备可拓展性差,所以采用总线的方式连接

二、什么是总线

总线(BUS):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

三、总线上信息的传送

串行 -------------------- 一位一位的传输,接收方一位一位的接受,可以传输较远的距离
并行 --------------------
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--------------------
--------------------
同时传输多位数据,接收方同时接受多位数据,通常情况下传输的距离都比较短

1、单总线结构框图

第三章 系统总线

2、面向CPU的双总线结构框图

第三章 系统总线

3、以存储器为中心的双总线结构框图

第三章 系统总线

3.2总线的分类

完成一个分类,需要有分类的标准

1、片内总线

芯片内部的总线

2、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 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

3、通信总线

用于计算机系统之间或者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

3.3 总线的特性及性能指标

一、总线的物理实现

二、总线特性

1、机械特性

尺寸、形状、管脚数 及 排列顺序

2、电气特性

传输方向和有效的电平范围

3、功能特性

每根传输线的功能
{ 功能\left\{ \begin{aligned} 地址\\ 数据 \\ 控制\\ \end{aligned} \right.

4、时间特性

信号的时序关系

三、总线的性能指标

  1. 总线宽度:数据线的根数
  2. 标准传输率:每秒传输的最大字节数(MBps)
  3. 时钟同步/异步:同步、不同步
  4. 总线复用:地址线数据线复用(共用)
  5. 信号线数:地址线、数据线和控制线的总和
  6. 总线控制方式:突发、自动、仲裁、逻辑、计数
  7. 其他指标:负载能力

四、总线标准

3.4 总线结构

一、单总线结构

第三章 系统总线

二、双总线结构

1、双总线结构

第三章 系统总线

2、三总线结构

第三章 系统总线

3、三总线结构的又一形式

第三章 系统总线

4、四总线结构

第三章 系统总线
这里将高速设备总线和低速设备总线分开,提高了数据传输速率

三、总线结构举例

3.5 总线控制