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【計算機組成原理】第3章 系統總線

教材基于《計算機組成原理 第3版》 ——唐朔飛

❔ 為什麼要用總線

早期計算機外部裝置少時大多采原分散連接配接方式,不易實作随時增減外部裝置。為了更好地解決I/O裝置和主機之間連接配接的靈活性問題,計算機的結構從分散連接配接發展為總線連接配接。

🔔 知識點:

1️⃣ 總線是連接配接多個部件的資訊傳輸線,是各部件共享的傳輸媒體。

2️⃣ 在某一時刻,隻允許有一個部件向總線發送資訊,而多個部件可以同時從總線上接收相同的資訊。如果系統中有多個部件,那它們隻能分時地向總線發送資訊

1️⃣ 機械特性:總線在機械連接配接方式上的一些特性(尺寸、形狀、引腳個數、排列順序……)

2️⃣ 電氣特性:總線的每一根傳輸線上信号的傳遞方向和有效的電平範圍

3️⃣ 功能特性:總線中每根傳輸線的功能(位址、資料、控制信号)

4️⃣ 時間特性:信号與時序的關系

1️⃣ 總線寬度:資料線的根數(bit)

2️⃣ 總線帶寬:每秒傳輸最大位元組數(MBps)=總線工作頻率×總線寬度(bit/s)=總線工作頻率×(總線寬度/8)(B/s)= 總線寬度/總線周期(bit/s) = (總線寬度/8)/總線周期(B/s)

3️⃣ 時鐘同步/異步:總線上資料與時鐘是否同步

4️⃣ 總線複用:位址線與資料線複用并線上路上分時傳輸位址信号和資料信号,可提高總線使用率

5️⃣ 信号線數:位址總線、資料總線、控制總線的總和

6️⃣ 總線控制方式:突發工作、自動配置、仲裁、邏輯、計數

7️⃣ 其他名額:負載能力、電源電壓……

8️⃣ 總線周期:一次總線操作所需的時間(包括申請階段、尋址階段、傳輸階段和結束階段),通常由若幹個總線時鐘周期構成。

9️⃣ 總線的工作頻率:總線上各種操作的頻率,為總線周期的倒數。若總線周期=N個時鐘周期,則總線的工作頻率=時鐘頻率/N。實際上指一秒内傳送幾次資料。

1️⃣0️⃣ 總線的時鐘周期:即機器的時鐘周期。計算機有一個統一的時鐘,以控制整個計算機的各個部件,總線也要受此時鐘的控制。

1️⃣1️⃣ 總線的時鐘頻率:即機器的時鐘頻率,為時鐘周期的倒數。若時鐘周期為T,則時鐘頻率為1/T。實際上指一秒内有多少個時鐘周期。

🔔 注意:

1️⃣ 總線帶寬是指總線本身所能達到的最高傳輸速率。

2️⃣ 在計算實際的有效資料傳輸率時,要用實際傳輸的資料量除以耗時。

主裝置:獲得總線控制權的裝置。

從裝置:被主裝置通路的裝置,隻能響應從主裝置發來的各種總線指令。

🌈 鍊式查詢

🌈 計數器定時查詢

🌈 獨立請求方式

1️⃣ 目的:解決通信雙方 協調配合問題

2️⃣ 總線傳輸周期

【計算機組成原理】第3章 系統總線

🌈 總線通信的四種方式

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🌈 同步通信方式

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🌈 異步通信方式

1️⃣ 分類

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2️⃣ 優缺點

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3️⃣ 資料傳輸率

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🌈 半同步通信方式

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🌈 分離式通信

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