文章目錄

課程筆記導覽

附錄：英語解釋

第三章 總線

3.1 總線的基本概念

使用總線的原因：

總線的定義

總線上信息的傳送

總線結構舉例

單總線結構

面向CPU的雙總線結構

以存儲器為中心的雙總線結構框圖

3.2 總線的分類

3.3 總線性能及性能指標

總線物理實現

總線特性

總線的性能指標

總線的標準

3.4 總線結構

單總線結構

多總線結構

總線結構舉例

3.5 總線控制

總線判優控制

總線判優控制分類：

鏈式查詢實現過程：

計數器定時查詢

獨立請求方式

總線通信控制

總線傳輸周期

總線通信的四種方式

課程筆記導覽

計算機組成原理學習筆記(1)：概述

計算機組成原理學習筆記(2)：發展

計算機組成原理學習筆記(3)：總線

計算機組成原理學習筆記(4)：存儲器

計算機組成原理學習筆記(5)：I/O

計算機組成原理學習筆記(6)：數字

計算機組成原理學習筆記(7)：指令系統

計算機組成原理學習筆記(8)：CPU的結構和功能

計算機組成原理學習筆記(9)：控制單元的功能

計算機組成原理學習筆記(10)：控制單元的設計

附錄：英語解釋

CPU——Central Processing Unit，中央處理機(器)

PC——Program Counter，程序計數器，存放當前欲執行指令的地址，并可自動計數形成下一條指令地址的計數器

IR——Instruction Register，指令寄存器，存放當前正在執行的指令的寄存器

CU——Control Unit，控制單元(部件)，控制器中產生微操作命令序列的部件，為控制器的核心部件

ALU——Arithmetic Logic Unit，算術邏輯運算單元，運算器中完成算術邏輯運算的邏輯部件

ACC——Accumulator，累加器，運算器中運算前存放操作數、運算后存放運算結果的寄存器

MQ——Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法運算時存放乘數、除法時存放商的寄存器

X——此字母沒有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數寄存器，即運算器中工作寄存器之一，用來存放操作數

MAR——Memory Address Register，存儲器地址寄存器，內存中用來存放欲訪問存儲單元地址的寄存器

MDR——Memory Data Register，存儲器數據緩沖寄存器，主存中用來存放從某單元讀出、或寫入某存儲單元數據的寄存器

I/O——Input/Output equipment，輸入/輸出設備，為輸入設備和輸出設備的總稱，用于計算機內部和外界信息的轉換與傳送

MIPS——Million Instruction Per Second，每秒執行百萬條指令數，為計算機運算速度指標的一種計量單位

第三章 總線

3.1 總線的基本概念

使用總線的原因：

避免不必要的部件兩兩鏈接

使得可擴展外設成為可能，新增外設不需要重新布線鏈接到所有原有部件

總線的定義

總線是連接各個部件的信息傳輸線，是各個部件共享的傳輸介質

總線上信息的傳送

串行：傳輸距離比較遠，機器之間

并行：多位數據共同傳輸，傳輸距離比較短會存在相互干擾，計算機內部

總線結構舉例

單總線結構

單總線成為瓶頸，因為統一時間只能有一個設備在使用總線

面向CPU的雙總線結構

因為數據存儲和讀取所以改進出M總線

限制外部設備和貯存之間的通信會很麻煩

以存儲器為中心的雙總線結構框圖

3.2 總線的分類

3.3 總線性能及性能指標

總線物理實現

總線特性

機械特性：尺寸、形狀、管腳數及排列順序

電氣特性：傳輸方向和有效的電平范圍

功能特性：每根傳輸線的功能(地址、數據、控制)

時間特性

總線的性能指標

總線寬度：數據線的根數

標準傳輸率：每秒傳輸的最大字節數(MBps)

時鐘同步/異步：同步、不同步

總線復用：地址線與數據線復用

信號線數：地址線、數據線和控制線的總和

總線控制方式：突發、自動、仲裁、邏輯、計數

其他指標：負載能力

總線的標準

3.4 總線結構

單總線結構

多總線結構

雙總線結構

三總線結構

四總線結構

總線結構舉例

3.5 總線控制

總線判優控制

主設備(模塊)：對總線有控制權

·從設備(模塊)：響應從主設備發來的總線命令

總線判優控制分類：

集中式

鏈式查詢

計數器定時查詢

獨立請求方式

分布式

鏈式查詢實現過程：

實現過程

接口從總線發出請求信號，此時總線控制部件接收到請求但是不知道具體是哪個I/O發出的請求，總線同意線進行鏈式查詢，直到查找到第一個有總線請求的I/O接口，然后設置總線忙，之后設備就可以使用總線了

示意圖

評價

電路故障特別敏感尤其是BG，速度比較慢

結構簡單好設計，增加設備很容易，優先級算法很容易，可靠性設計很容易實現

使用場景

微型計算機和嵌入式系統

計數器定時查詢

實現過程

總線控制部件接收到通過BR發出的請求后，在可以應答的情況下，啟動計數器，對計數器等于0對應的地址進行查詢，如果不是它發出的就自動加1，并進行下一個地址的查詢，直到查找到發出信號的設備

示意圖

評價

優先級確定很靈活，計數器的初值可以設置順序可以調整

因為設備地址線是根據設備數決定的如果有八個設備就需要三條設備地址線，才能通過計數器完成相應的查找映射

獨立請求方式

實現過程

多個設備發出請求信號，根據排隊器進行排隊，選取優先級最高的進行應答

示意圖

評價

優先級非常靈活

線數比較多

總線通信控制

目的：解決通信雙方協調配合問題

總線傳輸周期

申請分配階段：主模塊申請，總線仲裁決定

尋址階段：主模塊向從模塊給出地址和命令

傳數階段：主模塊和從模塊交換數據

結束階段：主模塊撤消有關信息

總線通信的四種方式

同步通信：由統一時標控制數據傳送

異步通信：采用應答方式，沒有公共時鐘標準

半同步通信：同步、異步結合

分離式通信：充分挖掘系統總線每個瞬間的潛力

同步通信

每一個時鐘周期的沿作為一個操作的時間節點

應用場景總線長度比較短

同步數據輸入

同步數據輸出

異步通信

通過請求和回答進行通信聯絡

半同步通信

增加了等待信號為了適應不同響應速度的主從設備

上述三種通信的共同點：

在一個總線傳輸周期(以輸入數據為例)

主模塊發地址、命令占用總線

從模塊準備數據不占用總線(總線空閑)

從模塊向主模塊發數據占用總線

分離式通信

分離出兩個部分周期 兩次申請，一次準備數據或者相應的時間就會被空出來可以做其他的事情

特點

各模塊有權申請占用總線

采用同步方式通信，不等對方回答

各模塊準備數據時，不占用總線

總線被占用時，無空閑

總結

以上是生活随笔為你收集整理的评价微型计算机总线的性能指标,计算机组成原理学习笔记（3）：总线的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。