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计算机组成原理 课程教案（第4次课） 章 节 名 称 第3章 系统总线 （.4~3.5） 教学环境及教具准备3.4总线结构 VL-BUS局部总线结构示意图见P56图3.12。 PCI总线结构示意图见P56图3.13。（FLASH动画演示PCI总线结构） 多层PCI总线结构示意图见P57图3.14。 3.5总线控制 总线控制主要包括判优控制和通信控制。 3.5.1总线判优控制 总线判优控制可分为集中式和分布式两种，前者将控制逻辑集中在一处，后者将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上。 常见的集中控制优先权仲裁方式有以下三种链式查询 链式查询方式见P58图3.15所示，这种方式的特点是只需很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感，且优先级别低的设备可能很难获得请求。 计数器定时查询 计数器定时查询方式见P58图3.15所示，这种方式的特点是：计数可以从“0”开始，此时一旦设备的优先次序被固定，设备的优先级就按0，1，2…，n顺序降序排列，而且固定不变；计数也可以从上一次计数的终止点开始，即是一种循环方法，此时设备使用总线的优先级相等；计数器的初始值还可由程序设置，故优先次序可以改变。这种方式对电路故障不如链式查询方式敏感，但增加了控制线数，控制也较复杂。 独立请求方式 独立请求方式见P58图3.15所示，这种方式的特点是：响应速度快，优先次序控制灵活，但控制线数量多，总线控制更复杂。 3.5.2总线通信控制 目的 解决通信双方协调配合问题 总线传输周期 申请分配阶段：主模块申请，总线仲裁决定 寻址阶段：主模块向从模块给出地址和命令 传数阶段：主模块和从模块交换数据 结束阶段：主模块撤消有关信息 总线通信控制通常有四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。 同步通信 通信双方由同一时标控制数据传送称为同步通信。异步通信 异步通信克服了同步通信的缺点，允许各模块速度的不一致性，它没有公共的时钟标准，采用应答方式。 异步通信的应答方式又可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型示意图P62图3.18。异步通信”和“Strobe”这样的联络信号；后者没有同步时钟，需约定字符格式：1个起始位（低电平）、5~8个数据位（低位先传）、1个奇偶校验位、1或1.5或2个终止位（高电平）。 两帧之间可以有空闲位（高电平）或没有空闲位，示意图P63图3.1图3.1 异步串行通信的数据传送速率用波特率。波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位用bps（位/秒），记作波特。 A．指令 B．操作数 C．握手（应答）信号 D．中断类型号 答案：C 解析：握手（应答）信号在通信总线上传输。 3）半同步通信 半同步通信既保留了同步通信的基本特点，如所有的地址、命令、数据信号的发出时间，都严格参照系统时钟的某个前沿开始，而接收方都采用系统时钟后沿时刻来进行判断识别；同时又像异步通信那样，允许不同速度的模块和谐地工作。 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 占用总线 从模块准备数据 不占用总线、总线空闲 从模块向主模块发数据 占用总线 分离式通信 分离式通信充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力，充分提高了总线的有效占用，其特点：各模块有权申请占用总线 采用同步方式通信，不等对方回答 各模块准备数据时，不占用总线 总线被占用时，无空闲P67页教材课后练习题 2.本章主要考核总线分类、总线的仲裁、定时和数据传送模式；总线的概念、总线接口等 参 考 资 料 [1]白中英.计算机组成原理（第四版.立体化教材）.科学出版社,2012 [2]唐朔飞.计算机组成原理学习指导与习题解答.高等教育出版社,2010 [3]李淑芝.计算机组成原理考研指定教材习题解答.自编,2013 [4]李淑芝,欧阳城添,等.计算机组成原理实验指导书(2013版), 自编,2013 教 学 后 记 学生通过系统总线学习，能够更加理解总线在计算机硬件结构中的“桥梁”地位和作用 implementation of corrective tasks for the new problems found in a timely manner into the special rectification and rectification category. In-depth summary of good practices and good experience in educational practice, good around the typical, continue to promot