ch3_1系统总线的概念

1. 总线的基本概念

总线概念： 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；

1.1 为何需要总线

总线结构便于增减 外设， 同时 减少了信息传输线的条数。

总线是信号的公共传输线，

1.2 总线上信息的传送

串行 ------------

并行： 多条数据线同时传输， 由于线与线之间是平行的，如果传输距离比较长， 会产生干扰， 传输信号会发生变形。

1.3 总线结构

单总线的结构
总线是信号的公共传输线， 在任何一个时刻，只能有一对部件在使用这个总线。

某一个I/O 设备和主存储之间通过I/O接口， 进行数据传输的话，

则主存和CPU 之间无法使用这个总线， 进行数据传输；

面向 CPU 的双总线结构

中央处理器为核心，

指令和数据都是来自主存， CPU 和主存之间的信息交换是非常busy的，

不足之处:

1. 外部设备 和主存之间的 设备交换， 需要通过 中央处理器作为媒介，才能进行信息传输；

以存储器为核心的双总线结构

2. 总线的分类

片内总线 芯片内部的总线

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 ， 存储器读， 存储器写；
总线允许， 中断请求；

有入： 中断请求， 总线请求；

通信总线
用于 计算机系统之间 或 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：

• 穿行通信 总线；
• 并行通信总线；

3. 总线性能与性能指标

3.1 总线物理实现

3.2 总线特性

1. 机械特性：
   尺寸， 形状， 管脚数， 以及 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 传输先的功能信号，

地址信号， 数据信号， 控制信号， 状态反馈信号；

4. 时间特性

信号的时序关系

3.3 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， 与不同步

4. 总线复用 地址线与数据线复用

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

3.4 总线标准

不同的厂家 在生产 不同的电脑器件时，

比如

1. 部分厂家负责生产CPU，
2. 不同的厂家 负责 存储器；

为了使得不同的厂家生产出来的 元件，最终能够协调运行起来， 各个厂家在生产 设备时， 需要遵守同一个约定；