教材基於《計算機組成原理 第3版》 ——唐朔飛
系統總線
總線的基本概念
❔ 為什么要用總線
早期計算機外部設備少時大多采原分散連接方式，不易實現隨時增減外部設備。為了更好地解決I/O設備和主機之間連接的靈活性問題，計算機的結構從分散連接發展為總線連接。
🔔 知識點：
1️⃣ 總線是連接多個部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質。
2️⃣ 在某一時刻，只允許有一個部件向總線發送信息，而多個部件可以同時從總線上接收相同的信息。如果系統中有多個部件，那它們只能分時地向總線發送信息
總線的分類
總線的特性及性能指標
總線特性
1️⃣ 機械特性：總線在機械連接方式上的一些特性（尺寸、形狀、引腳個數、排列順序……）
2️⃣ 電氣特性：總線的每一根傳輸線上信號的傳遞方向和有效的電平范圍
3️⃣ 功能特性：總線中每根傳輸線的功能（地址、數據、控制信號）
4️⃣ 時間特性：信號與時序的關系
總線的性能指標
1️⃣ 總線寬度：數據線的根數（bit）
2️⃣ 總線帶寬：每秒傳輸最大字節數(MBps)=總線工作頻率×總線寬度(bit/s）=總線工作頻率×(總線寬度/8)（B/s）= 總線寬度/總線周期(bit/s） = (總線寬度/8)/總線周期（B/s）
3️⃣ 時鍾同步/異步：總線上數據與時鍾是否同步
4️⃣ 總線復用：地址線與數據線復用並在線路上分時傳輸地址信號和數據信號，可提高總線利用率
5️⃣ 信號線數：地址總線、數據總線、控制總線的總和
6️⃣ 總線控制方式：突發工作、自動配置、仲裁、邏輯、計數
7️⃣ 其他指標：負載能力、電源電壓……
8️⃣ 總線周期：一次總線操作所需的時間(包括申請階段、尋址階段、傳輸階段和結束階段），通常由若干個總線時鍾周期構成。
9️⃣ 總線的工作頻率：總線上各種操作的頻率，為總線周期的倒數。若總線周期=N個時鍾周期，則總線的工作頻率=時鍾頻率/N。實際上指一秒內傳送幾次數據。
1️⃣0️⃣ 總線的時鍾周期：即機器的時鍾周期。計算機有一個統一的時鍾，以控制整個計算機的各個部件，總線也要受此時鍾的控制。
1️⃣1️⃣ 總線的時鍾頻率：即機器的時鍾頻率，為時鍾周期的倒數。若時鍾周期為T，則時鍾頻率為1/T。實際上指一秒內有多少個時鍾周期。
🔔 注意：
1️⃣ 總線帶寬是指總線本身所能達到的最高傳輸速率。
2️⃣ 在計算實際的有效數據傳輸率時，要用實際傳輸的數據量除以耗時。
總線標准
總線結構
單總線結構
雙總線結構
三總線結構
總線控制
總線判優控制
主設備：獲得總線控制權的設備。
從設備：被主設備訪問的設備，只能響應從主設備發來的各種總線命令。
🌈 鏈式查詢
🌈 計數器定時查詢
🌈 獨立請求方式
總線通信控制
1️⃣ 目的：解決通信雙方 協調配合問題
2️⃣ 總線傳輸周期
🌈 總線通信的四種方式
🌈 同步通信方式
🌈 異步通信方式
1️⃣ 分類
2️⃣ 優缺點
3️⃣ 數據傳輸率
🌈 半同步通信方式
🌈 分離式通信
自測題
總線概述習題
總線仲裁習題
總線操作和定時習題
總線標准習題
