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第３章 系统总线 3.1 总线的基本概念 3.2 总线的分类 3.3 总线特性及性能指标 3.4 总线结构 3.5 总线控制 3.1 总线的基本概念 一、为什么要用总线 二、什么是总线 三、总线上信息的传送 串行 并行 四、总线结构的计算机举例 1. 面向 CPU 的双总线结构框图 中央处理器 CPU 3.1 2. 单总线结构框图 3.1 3. 以存储器为中心的双总线结构框图 主存 3.1 3.2 总线的分类 1.片内总线 2.系统总线 芯片内部 的总线 双向 与机器字长、存储字长有关 单向 与存储地址、 I/O地址有关 有出 有入 计算机各部件之间 的信息传输线 存储器读、存储器写 总线允许、中断确认 中断请求、总线请求 3.通信总线 串行通信总线 并行通信总线 传输方式 3.2 3.3 总线特性及性能指标 一、总线物理实现 二、总线特性 尺寸、形状、管脚数　及　排列顺序 传输方向 和有效的 电平 范围 每根传输线的 功能 信号的 时序 关系 3.3 地址 数据 控制 三、总线的性能指标 数据线 的根数 每秒传输的最大字节数（MBps） 同步、不同步 地址线 与 数据线 复用 地址线、数据线和控制线的 总和 负载能力 并发、自动、仲裁、逻辑、计数 3.3 ISA EISA VESA(LV-BUS) PCI AGP RS-232 USB 总 线 标 准 四、总线标准 3.3 总线标准 数据线 总线时钟 带宽 ISA 16 8 MHz（独立） 33 MBps EISA 32 8 MHz（独立） 33 MBps VESA (VL-BUS) 32 32 MHz（CPU） 133 MBps PCI 32 64 33 MHz（独立） 64 MHz（独立） 132 MBps 528 MBps AGP 32 66.7 MHz（独立） 133 MHz（独立） 266 MBps 533 MBps RS-232 串行通信 总线标准 数据终端设备（计算机）和数据通信设备（调制解调器）之间的标准接口 USB 串行接口 总线标准 普通无屏蔽双绞线 带屏蔽双绞线 最高 1.5 Mbps (USB1.0) 12 Mbps (USB1.0) 480 Mbps (USB2.0) 3.3 四、总线标准 3.4 总线结构 一、单总线结构 1. 双总线结构 具有特殊功能的处理器， 由通道对I/O统一管理 二、多总线结构 3.4 2. 三总线结构 3.4 3. 三总线结构的又一形式 3.4 4. 四总线结构 3.4 1. 传统微型机总线结构 三、总线结构举例 3.4 2. VL-BUS局部总线结构 3.4 3. PCI 总线结构 3.4 4. 多层 PCI 总线结构 3.4 3.5 总线控制 一、总线判优控制 总线判优控制 分布式 集中式 1. 基本概念 链式查询 计数器定时查询 独立请求方式 2. 链式查询方式 3.5 I/O接口1 3. 计数器定时查询方式 I/O接口1 3.5 设备地址 4. 独立请求方式 3.5 二、总线通信控制 1. 目的 2. 总线传输周期 主模块申请，总线仲裁决定 主模块向从模块 给出地址 和 命令 主模块和从模块 交换数据 主模块 撤消有关信息 解决通信双方 协调配合 问题 3.5 由 统一时标 控制数据传送 充分 挖掘 系统 总线每个瞬间 的 潜力 3. 总线通信的四种方式 采用 应答方式 ，没有公共时钟标准 同步、异步结合 3.5 (1) 同步式数据输入 3.5 (2) 同步式数据输出 3.5 不互锁 半互锁 全互锁 (3) 异步通信 3.5 (4) 半同步通信 3.5 （同步、异步 结合） 以输入数据为例的半同步通信时序 T1 主模块发地址 T2 主模块发命令 … T3 从模块提供数据 T4 从模块撤销数据，主模块撤销命令 3.5 3.5 上述三种通信的共同点 一个总线传输周期（以输入数据为例） 主模块发地址 、命令 从模块准备数据 从模块向主模块发数据 总线空闲 3.5 占用总线 不占用总线 占用总线 (5) 分离式通信 充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力 一个总线传输周期 子周期1 子周期2 3.5 1. 各模块有权申请占用总线 分离式通信特点 充分提高了总线的有效占用 2. 采用同步方式通信，不等对方回答 3. 各模块准备数据时，不占用总线 4. 总线被占用时，无空闲 3.5