第六章计算机组成原理_总线系统讲授.pdf

第六章 总线系统 总线是构成计算机系统的互联机构，是多个系统功 能部件之间进行数据传送的公共通路。总线技术是 计算机系统的一个重要技术。 总线系统的概念、总线的结构和总线的控制。 总线概述 总线是传送信息的通路。 内部总线：同一部件内部传送信息 的通路，如CPU内部连接各寄存器 及运算部件之间的总线。 计算机系 系统总线：同一台计算机系统的各 统中的总 部件，如CPU、存储器、外设端口之 线分为三 间传送信息的通路。 类 多机总线：多台计算机之间传送信息 的通路。 总线概述 总线由一定数量的传输线和总线控制器两部分构成。 传输线的总条数称作总 线的宽度 数据线和地址线 传输线包括 控制时序和中断信号 电源线和地线 未定义的公用线等4类 系统总线中控制 地址线的功能：提供 线的功能是：提 主存和I/O设备接口电 供主存、I/O接口 路的地址。 设备的控制信号 和响应信号。 总线概述 一条总线上常常有多个设备或部件，但任何时候只能 有两个设备利用总线进行通信，一是信息发送者，一 是信息接收者。总线控制器确定当前总线由哪两个设 备来使用。 如果有多个部件申请使用总线时， 总线控制器要根据 申请者的优先级别来确定使用总线的优先次序。 基本概念 总线周期—— 一次总线操作所需要的时间。 传送宽度—— 获得总线使用权后，在一次总线操作中 通过总线传送的数据位数。 总线带宽—— 总线能提供的数据传送速率，通常用每 秒钟传送信息的字节数（或位数）来表示。衡量总线 性能的重要指标。 例如：某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的 数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时 钟频率为33MHz，总线带宽=4B/T=4B ×f=4B ×33 ×106/s=132MB/s 基本概念 波特率——每秒钟通过信道传输的码元数（二进制位 数）。 比特率——每秒钟通过信道传输的信息量（有效数据 位）。 例如：在异步串行传输系统中，假设每秒可传输20个数 据帧，一个数据帧包含1个起始位、7个数据位、1个奇校 验位、1个结束位。 波特率=(1+7+1+1)×20=200b/s 比特率=7×20=140b/s 基本概念 猝发式数据传输—— 是一种总线传输方式，即在一个 总线周期传输存储地址连续的多个数据。 消息传输—— 是将总线需要传送的数据信息、地址信 息和控制信息等合成为一个固定的数据结构，以猝发 方式进行传输。 总线协议—— 总线通信同步方式规定了实现总线数据 传输的定时规则，即总线协议。 主设备（主方）—— 获得总线控制权的设备。 从设备