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总线详解---新手村

总线基础:

总线定义:连接两个以上部件或者设备的信息通路,共享传输介质

总线类型:

1 芯片内总线:在芯片内部各个元件提供连接支持,比如CPU芯片内部各个寄存器、ALU等部分

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                                                  图1 芯片内总线

2 系统总线:单总线和多总线

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                                              图2 系统总线

数据总线:双向传输各个部件的数据信息,数据总线的位数一般与CPU位数相同(32位,64位)。

地址总线:指定源数据或目的数据在内存中的地址,地址总线的位数与存储单元有关。

控制总线:发出各种控制信号的传输线,控制信号经由控制总线从一个组件发给另一个组件,控制总线可监视不同组件之间的状态(就绪,未就绪)。

仲裁:总线上可能挂接多个设备,为了解决总线控制权的竞争问题,必须有总线仲裁部件,以某种规则裁决、分配总线的控制权。

多个主设备提出总线控制请求时,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;分布(散)式仲裁;

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                                                                图3 链式查询

链式查询,总线授权信号被依次串行地传送到所连接的外围设 备上进行比较。 离总线控制器的逻辑距离决定,越近优先级越高。

优点:

  • 电路复杂度低,仲裁方式简单 缺点:
  • 优先级低的设备难以获得总线使用权
  • 对电路故障敏感
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                                                             图4 计时器定时查询

仲裁控制器对设备编号并使用计数器累计计数,接收到仲裁信号后,往所有设备发出计数值,当查询计数器计数值与发出请求的设备编号一致时,中止查询,该设备获总线控制权。

优先级灵活:计数器初值、设备编号可通过程序设定,优先次序可用程序控制。

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                                                           图5 独立请求

各设备均通过专用请求信号线与仲裁器连接,且通过 独立的授权信号线接收总线批准信号。

优点

  • 响应速度快,优先顺序可动态改变

缺点

  • 设备连线多,总线控制复杂

总线分类:

IIC串行总线一半有两根信号线,双向的数据线SDA,时钟线SCL。所有街道IIC总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上,设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。 

SPI一般是四根线,SDI数据输入,SDO数据输出,SCLK时钟,CS片选。

ISA

PCI  32位132MB/S,64位264MB/S

AGP   2.1GB/S

PCIE    4GB/S

USB通用串行总线,是一个外部总线标准。USB采用四线电缆,两根用来传送数据,两根为下游设备提供电源。全速12MB/S,低速1.5MB/S

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