第六章的 总线系统2015年.pptVIP

在设备用完总线后，下降BBSY和ACK (6) 释放总线。 在上述选择主设备过程中，可能现行的主从设备正在进行传送。此时需等待现行传送结束，即现行主设备下降BBSY信号后 (7) 新的主设备才能上升BBSY，获得总线控制权。 6.5 HOST总线和PCI总线 6.4.1多总线结构 HOST总线 　　该总线有CPU总线、系统总线、主存总线等多种名称，各自反映总线功能的一个方面。这里称“宿主”总线，也许更全面，因为HOST总线不仅连接主存， 还可以连接多个CPU。 6.4.1多总线结构　 PCI总线 1.PCI是一个与处理器无关的高速外围总线，又是至关重要的层间总线。它采用同步时序协议 和集中式仲裁策略。 2.连接各种高速的PCI设备。 3.PCI设备可以是主设备，也可以是从设备，或兼而有之。 6.4.1多总线结构　 PCI总线 4.在PCI设备中不存在DMA的概念，这是因为PCI总线支持无限的猝发式传送。 5.系统中允许有多条PCI总线，它们可以使用HOST桥与HOST总线相连，也可使用PCI/PCI桥与已和HOST总线相连的PCI总线相连，从而得以扩充整个系统的PCI总线负载能力。 LAGACY总线 　　 可以是ISA，EISA，MCA等这类性能较低的传统总线，以便充分利用市场上丰富的适配器卡，支持中、低速I/O设备。 　　 总线中的桥 　　 　　 在PCI总线体系结构中有三种桥(HOST桥、PCI/PCI桥、PCI/LAGACY桥)。桥连接两条总线，使彼此间相互通信。 桥又是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。 PCI总线的基本传输机制是猝发式传送，利用桥可以实现总线间的猝发式传送。 例: 利用串行方式传送字符，每秒钟传送的比特（bit）位数常称为波特率。 假设数据传送速率是120个字符/秒，每一个字符格式规定包含10个比特位（起始位、停止位、8个数据位），问传送的波特率是多少？每个比特位占用的时间是多少？ 解：波特率=10位×120/秒=1200波特 每个比特位占用的时间Td是波特率的倒数: Td=1/1200=0.833ms 6.2.2 接口的基本概念 接口即I/O设备适配器，具体指CPU和主存、外围设备之间通过总线进行连接的逻辑部件。 　　接口部件在它动态连接的两个部件之间起着“转换器”的作用，以便实现彼此之间的信息传送。 　　 　　 6.2.2 接口的基本概念 典型的接口通常具有如下功能： 1.控制 　　　接口靠程序的指令信息来控制外围设备的动作，如启动、关闭设备等。 2.缓冲 　　　接口在外围设备和计算机系统其他部件之间用作为一个缓冲器，以补偿各种设备在速度上的差异。 3.状态 　　　接口监视外围设备的工作状态并保存状态信息。状态信息包括数据“准备就绪”、“忙”、“错误”等等，供CPU询问外围设备时进行分析之用。 4.转换 　　　接口可以完成任何要求的数据转换，例如并－－串转换或串－－并转换，因此数据能在外围设备和CPU之间正确地进行传送。 5.整理 　　　接口可以完成一些特别的功能，例如在需要时可以修改字计数器或当前内存地址寄存器。 6.程序中断 　　　每当外围设备向CPU请求某种动作时，接口即发生一个中断请求信号到CPU。事实上，一个适配器必有两个接口： 　　　一是和系统总线的接口，CPU和适配器的数据交换一定是并行方式； 　　　二是和外设的接口，适配器和外设的数据交换可能是并行方式，也可能是串行方式。 根据外围设备供求串行数据或并行数据的方式不同，适配器分为串行数据接口和并行数据接口两大类。 6.3总线的仲裁、定时和数据传送模式 6.3.1 总线的仲裁　　　　　　　　　　 连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。 　　 为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。一般采用优先级或公平策略进行仲裁。 按照总线仲裁电路的位置不同，仲裁方式分为集中式仲裁和分布式仲裁两类。 6.3.1 总线的仲裁　 1.集中式仲裁 集中式仲裁中每个功能模块有两条线连到中央仲裁器：一条是送往仲裁器的总线请求信号线BR，一条是仲裁器送出的总线授权信号线BG。 (1) 链式查询方式 (1) 链式查询方式 　　链式查询方式的主要特点：总线授权信号BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接口。假如BG到达的接口无总线请求，则继续往下查询；假如BG到达的接口有总线请求，BG信号便不再往下查询，该I/O接口获得了总线控制权。离中央仲