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總線詳解---新手村

總線基礎:

總線定義:連接配接兩個以上部件或者裝置的資訊通路,共享傳輸媒體

總線類型:

1 晶片内總線:在晶片内部各個元件提供連接配接支援,比如CPU晶片内部各個寄存器、ALU等部分

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                                                  圖1 晶片内總線

2 系統總線:單總線和多總線

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                                              圖2 系統總線

資料總線:雙向傳輸各個部件的資料資訊,資料總線的位數一般與CPU位數相同(32位,64位)。

位址總線:指定源資料或目的資料在記憶體中的位址,位址總線的位數與存儲單元有關。

控制總線:發出各種控制信号的傳輸線,控制信号經由控制總線從一個元件發給另一個元件,控制總線可監視不同元件之間的狀态(就緒,未就緒)。

仲裁:總線上可能挂接多個裝置,為了解決總線控制權的競争問題,必須有總線仲裁部件,以某種規則裁決、配置設定總線的控制權。

多個主裝置提出總線控制請求時,一般采用優先級或公平政策進行仲裁。 按照總線仲裁電路的位置不同,仲裁方式分為:集中式仲裁;分布(散)式仲裁;

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                                                                圖3 鍊式查詢

鍊式查詢,總線授權信号被依次串行地傳送到所連接配接的外圍設 備上進行比較。 離總線控制器的邏輯距離決定,越近優先級越高。

優點:

  • 電路複雜度低,仲裁方式簡單 缺點:
  • 優先級低的裝置難以獲得總線使用權
  • 對電路故障敏感
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                                                             圖4 計時器定時查詢

仲裁控制器對裝置編号并使用計數器累計計數,接收到仲裁信号後,往所有裝置發出計數值,當查詢計數器計數值與送出請求的裝置編号一緻時,中止查詢,該裝置獲總線控制權。

優先級靈活:計數器初值、裝置編号可通過程式設定,優先次序可用程式控制。

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                                                           圖5 獨立請求

各裝置均通過專用請求信号線與仲裁器連接配接,且通過 獨立的授權信号線接收總線準許信号。

優點

  • 響應速度快,優先順序可動态改變

缺點

  • 裝置連線多,總線控制複雜

總線分類:

IIC串行總線一半有兩根信号線,雙向的資料線SDA,時鐘線SCL。所有街道IIC總線裝置上的串行資料SDA都接到總線的SDA上,裝置的時鐘線SCL接到總線的SCL上。 

SPI一般是四根線,SDI資料輸入,SDO資料輸出,SCLK時鐘,CS片選。

ISA

PCI  32位132MB/S,64位264MB/S

AGP   2.1GB/S

PCIE    4GB/S

USB通用串行總線,是一個外部總線标準。USB采用四線電纜,兩根用來傳送資料,兩根為下遊裝置提供電源。全速12MB/S,低速1.5MB/S

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