計算機組成原理系統總線(下)
(PS:這章需要記得圖很多，偷懶，直接把書上的拍下來了，球球大佬們多帶帶我)
總線結構
單總線結構
雙總線結構
三總線結構
三總線結構的另一種形式
四總線結構
總線控制
由於總線上連接很多部件，什么時候哪個部件發消息等一系列問題都需要總線控制器統一管理，主要包括判優控制和通信控制。
總線判優控制
方便記憶也可以理解為解決總線使用的先后順序，即優先權。
總線上連接的設備按照對總線有無控制功能分為主設備和從設備。主設備對總線有控制權，從設備只能響應主設備發來的總線命令，對總線沒有控制權。如果多個主設備同時想要使用主線，就得由總線的判優控制來決定使用總線的優先權。
總線判優控制分為集中式和分布式兩種。常見的集中控制優先權的仲裁方式有三種。
1>鏈式查詢
在鏈式查詢中，離總線控制部件最近的設備具有更高的優先級。
鏈式查詢的特點：使用最少的線就能按一定的優先次序實現控制，很容易擴充設備，但對電路故障敏感，而且優先級低的設備很難或得請求。
2>計數器定時查詢
計數器定時查詢的特點：計數可以從0開始，一旦設備優先次序被固定，設備的優先級就按0，1，···，n的順序降序排列。計數也可以從上一次計數的結尾重新開始，形成一個循環。這樣設備的優先級相等，計數器的初始值還可以由程序設置，因此優先次序可以改變。計數器定時查詢方式對電路故障沒有鏈式查詢敏感，但增加了控制線束，控制也很復雜。
3>獨立請求方式
獨立請求方式的特點：響應速度快，優先次序控制靈活(通過程序改變)，但控制線數量多，總線控制復雜。鏈式查詢僅用倆根線確定總線使用權屬於哪個設備，在計數器查詢中大致用log2 n根線，獨立請求方式需要2n根線。(n是允許接納的最大設備數)
總線通信控制
為了更好的通信，在通信時間上，應該以獲得總線使用權的先后順序分時占用總線，即某一時刻的的通信，由那個時刻獲得總線使用權的部件負責，就這樣一個個接替傳送。
通常完成一次總線操作的時間稱為總線周期(機器周期)，分為4個階段。
1>申請分配階段
由主模塊提出申請，總線仲裁決定
2>尋址階段
主模塊向從模塊給出地址和命令
3>傳數階段
主模塊和從模塊交換數據
4>結束階段
主模塊撤銷有關信息，讓出總線使用權。
總線通信控制通常用四種方式：同步通信、異步通信、半同步通信和分離式通信。
同步通信
通信雙方由統一時標控制數據傳送稱為同步通信。
同步通信優點：規定明確、同意，模塊間的配合簡單一致。
同步通信缺點：主、從模塊時間配合屬於強制性同步，必須在限定時間內完成規定的要求。並且對所有從模塊都用同一限時，這就造成對不相同速度的部件而言，必須按照最慢速度的零件來設計，缺乏靈活性。
同步通信一般用於總線長度較短、各部件存取時間比較一致的場合。在同步通信的總線系統中，總線傳輸周期越短，數據線的位數越多，直接影響總線的數據傳輸率。
異步通信
異步通信允許各模塊速度的不一致性，有充分的靈活性。他沒有公共的時鍾標准，這就要求主、從模塊之間增加倆條應答線。
異步通信的應答方式又可分為不互鎖、半互鎖和全互鎖三種類型。
異步通信可用於並行傳送或串行傳送。異步串行通信的數據傳送速率用波特率來衡量。波特率是指單位時間內傳輸二進制數據的位數，單位用bps(位/秒)表示，記作波特。
半同步通信
分離式通信
分離式通信可以充分挖掘系統總線每瞬間的潛力，對提高系統性能起到極大作用。
分離式通信的特點是各模塊有權申請占用總線，采用同步方式傳送，不等待對方的回答信號。各模塊在准備數據的過程中都不占用總線，總線被占用時都在做工作，不存在空閑。