第一课总线概述精品.ppt

*中心结构：将南北桥之间的总线用高速接口代替。 MEM CPU1 … ISA插槽 ISA插槽 PCI Bus Host Bus ISA Bus 北桥 AGP插槽 AGP Bus CPU2 南桥 PCI插槽 PCI插槽 … AGP插槽 各种IO模块接口 MEM CPU1 PCI Bus Host Bus 存储控制中心MCH AGP插槽 AGP Bus CPU2 IO控制中心ICH PCI插槽 PCI插槽 … AGP插槽 高速接口 各种IO模块接口 固件中心(BIOS) Super I/O LPC △现在又习惯于将中心结构称为南北桥结构。 转上页 PCI-Express 插槽 PCI-Express Bus 二、总线互连的实现 1、设备-总线的互连实现 *总线接口电路：指设备(含“桥”)与总线连接时，实现内部操作与总线操作相互转换的电路。 CPU、MEM、I/O设备均需有总线接 口电路，通常分别称为总线接口单元、 MEM控制器、I/O接口(或适配器)。 ALU …… CU BIU I/O设备 I/O接口 控制器 存储器 I/O接口 I/O设备 *总线接口电路的主要功能： ①侦测总线状态—按总线标准的协议要求 准确获得任何时刻的总线状态(空闲/地址/数据等)； ②提出总线使用请求及接收仲裁结果— 主设备有该功能； 回下页 ③总线侧操作控制—按总线标准协议及总线状态 决定是否发起(主设备)/响应(目标从设备)总线操作， 按总线标准协议完成与总线的操作过程； ④设备侧操作控制—按设备的操作要求(协议) 向设备发送操作信息(中转总线侧的操作)， 或接收设备操作请求(中转设备侧的操作)， 按设备的操作协议完成与设备的操作过程； ⑤数据缓冲/锁存—暂存来自总线或设备的数据， 解决设备-总线的速度差异； ⑥格式转换—按数据传输方向 将数据转换成目标方(总线或设备)所要求的格式， 解决设备-总线的信号差异，如并-串、电平转换等。 △总线接口电路实际上是一个信号及时序转换器！ 转上页 2、总线-总线的互连实现 通过总线桥实现总线-总线的互连。 *多总线的结构特征： ①每个“桥”对应一条总线(所有总线的编号均不同)； ②“桥”可看作是总线上的特殊设备(传递或控制操作)； ③每条总线上可挂接多个“桥”。 *多总线的数据传输方法： 主设备—与单总线的数据传输类似，发起总线操作的地址由总线号+目标地址组成(常用地址高位作总线号)； 总线桥—负责控制/传递/屏蔽总线操作； 从设备—与单总线的数据传输相同，判断总线上目标地址，决定是否响应总线操作。 转30页 回下页 *多总线的数据传输实现问题： 操作系统(OS)在系统开机时负责完成下列任务： ①检测Host总线上所有设备及桥， 给设备/桥分配ID/总线号，记录设备ID-总线号； ②循环检测所有桥下总线上的设备/桥，动作同①。 问题1—如何得知从设备处于哪个总线？ 问题2—主设备操作时如何得知从设备处于哪个总线？ 主设备用设备ID查OS的设备ID-总线号表， 用总线号+目标地址发起总线操作。 问题3—“桥”如何判断控制/传递/屏蔽总线操作？ 控制：地址参数的总线号=桥自身总线号， 传递：地址参数的总线号∈{桥所有后继总线号}， 屏蔽：地址参数的总线号∈{桥及所有后继总线号}。 转上页 第一章复习思考题 1、基本概念：总线、主设备、从设备、总线周期、总线仲裁、传输协议、传输模式、桥 2、总线有哪几类信号线、功能/方向特性如何？总线或总线标准的特性有哪几个方面？总线带宽如何计算？ 3、总线操作包括哪几个步骤？总线仲裁的结果是当前/下个总线周期的？为什么要有结束阶段？ 4、菊花链或计数器查询方式中，总线仲裁机构如何判断总线空闲、总线周期开始和总线周期结束的？它何时开始与停止仲裁的？为什么独立请求方式的总线仲裁机构要连接CB？ 5、同步传输协议中，CLK长度对主从设备有何要求？同步协议如何总线操作步骤中的结束阶段的？ 6、异