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必威体育精装版计算机 总线技术及其应用;在计算机系统中，总线实现了芯片与芯片、插板与插板、系统与系统之间的连接和通信。总线是计算机系统与外围设备实现互连的重要组成部分，它的实现直接影响到整个系统的功能和性能。本章首先介绍总线的分类及性能指标，然后系统阐述总线的判决和握手技术。最后在此基础上详细的介绍系统总线、局部总线及外部总线的标准等。;9.1概述;2、总线分类 一、数据总线、地址总线、控制总线和电源总线 二、片内总线、内部总线和外部总线 三、并行总线和串行总线;9.1.2总线标准;总线标准的特性： ①物理特性：物理特性是指总线物理连接的方式，包括总线的 根数、总线的插头和插 座是什么形状的及引脚是 如何排列的等。 ②功能特性：功能特性描述的是一组总线中每一根线的功能是 什么。 ③电气特性：电气特性定义每一根线上信号的传递方向以及有 效电平范围。 ④时间特性：时间特性定义了每根线在什么时候有效，这涉及 到总线操作的时序问题。;常见的总线标准： （1）ISA总线， （2）EISA总线 （3）VESA总线 （4）PCI总线 （5）USB总线 ;9.1.3总线的性能指标;9.2总线判决和握手技术;2.总线数据传输 ①总线请求和仲裁阶段: 当系统中有多个主模块的时候，任何一个 主模块需要使用总线都必须向总线仲裁机构提出总线请求，由 总线仲裁机构决定下一个传输周期的总线使用权该给哪个模块。 ②寻址阶段: 取得了总线使用权的主模块，发出本次要访问的从模 块的存储器地址或I/O端口地址以及有关的命令，通过译码使参 与此次传送操作的从模块被选中并开始启动。 ③数据传送阶段: 主模块和从模块之间进行数据传输，数据由源模 块(可能是主模块也可能是从模块)发出，经过数据总线流入目的 模块。 ④结束阶段: 主模块和从模块的有关信息均从总线上撤除，让出总 线，以便其他模块可以继续使用。;9.2.2总线使用权的分配 由于每个主设备都能够控制总线，必然存在对总线资源的争用，总线使用权的分配即总线的控制问题。根据分配总线使用权的原则，可以将仲裁算法分为优先级算法和公平仲裁算法。 1、优先级仲裁 优先级仲裁可以根据系统中各主设备的重要性给各主设备规定不同的优先级，当多个主模块争用总线时，优先级最高的一个获得总线使用权。多用于共享总线的I/O子系统之间。 2、公平仲裁 公平仲裁策略是采用特定的算法尽可能保证所有总线主设备在宏观上获得总线使用权的机会或机会均等。对多个平等的通信信道的处理往往就采用公平仲裁算法。 ;9.2.3总线仲裁技术;链式查询方式 BG（Bus Grant）信号以串行方式向下传递进行裁决。离总线仲裁器越近的部件优先级越高。;计数器定时查询方式（轮询判决） 不使用BG信号线，但需用地址总线。若总线上有N个部件，则 在总线控制部件内设置一个计数器，可以从0计数至N-1, 每个 值对应一个部件。不论哪个部件要使用总线，均通过BR 提出申 请。控制部件通过地址总线定时送出计数器的当前值。提出申请 的部件检查地址总线，若发现其上的值与自己的编号相等，则取 得总线使用权，并通过置BB有效通知控制部件。若控制部件在一 定时间内未收到BB有效，则令计数器加1或减1，发下一个地址。 计数器的值可由软件设置，故优先级控制非常灵活。 ;独立请求方 每一个共享总线的设备均有一对总线请求线BRi和总线授权线BGi。当设备要求使用总线时，便发出该设备的请求信号。总线仲裁器中有一个排队电路，它根据一定的优先次序决定首先响应哪个设备的请求，给设备以授权信号BGi。 ;2、分布式仲裁 不需要中央仲裁器，每个潜在的主方模块都有自己的仲裁号和仲裁器，多个仲裁器竞争使用总线。当它们有总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上。 所有参与本次竞争的各主设备将设备竞争号CN取反后打到仲裁总线AB上，以实现“线或”逻辑。AB线低电平时表示至少有一个主设备的CNi为1，AB线高电平时表示所有主设备的CNi为0。 竞争时CN与AB逐位比较，从最高位（b7）至最低位（b0）以一维菊花链方式进行，只有上一位竞争得胜者Wi+1位为1。当CNi=1，或CNi=0且