系統(tǒng)總線2013（V12）課件.ppt

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1、計算機組成原理2013年2月6日第3章系統(tǒng)總線計算機I/O系統(tǒng)總線存儲器CPU為什么要用總線?系統(tǒng)互聯(lián)分散連接內部連線十分復雜，布線困難擴展性差效率高總線連接簡潔、成本低擴展性好、靈活共享競爭1970年DEC公司PDP-11小型計算機首次采用總線技術processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機存儲器運算器控制器輸入設備輸出設備3.1總線的基本概念1、什么是總線2、總線上信息的傳送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串行并行總線定義：是連接多個部件的傳輸線總線的關鍵特

2、征是共享傳輸線?？偩€的兩個特點：任意時刻只能有一個設備向總線發(fā)送信息系統(tǒng)瓶頸多個部件可以同時從總線接受相同的信息廣播式processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機3.2總線的分類1.片內總線2.系統(tǒng)總線芯片內部的總線數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線雙向與機器字長、存儲字長有關單向與存儲地址、I/O地址有關有出有入計算機各部件之間的信息傳輸線存儲器讀、存儲器寫總線允許、中斷確認中斷請求、總線請求總線分類——按位置片內總線是指芯片內部的總線。如在CPU芯片內部，寄存器和寄存器之間、寄存器和算邏單

3、元ALU之間都有總線連接。系統(tǒng)總線是指CPU、主存、I/O（通過I/O接口）各大部件之間的信息傳輸線。又叫板級總線和板間總線如ISA、PCI等。通信總線（I/O總線）是指計算機系統(tǒng)之間或計算機系統(tǒng)與其他系統(tǒng)（如控制儀表等）之間的通信傳輸線。IDE、SCSI、USB、RS－232processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機片內總線系統(tǒng)總線通信總線通信總線串行通信總線并行通信總線傳輸方式用于計算機系統(tǒng)之間或計算機系統(tǒng)與其他系統(tǒng)（如控制儀表、移動通信等）之間的通信總線分類——按功能數(shù)據(jù)總線

4、（DB）雙向，寬度差別地址總線（AB）單向，寬度與尋址空間有關控制總線（CB）命令和狀態(tài)總線也包括電源線和地線！3.3總線特性及性能指標CPU插件板M.M插件板I/O插件板3.3.1總線物理實現(xiàn)BUS3.3.2總線特性1、機械特性：是指總線在機械連接方式上的一些性能。如插頭和插座使用的標準，它們的幾何尺寸、形狀、引腳的個數(shù)以及排列的順序，接頭處的可靠接觸等等。2、電氣特性：是指總線的每一根傳輸線上信號的傳輸方向和有效的電平范圍。如低電平表示邏輯“0”，并要求電平低于－3V；高電平表示邏輯“1”，并要求高電平高于＋3V。3、功能特性：是指總線中每根信號傳輸線的功能。4、時間特性：是指總線中的任

5、一根信號傳輸線在什么時間內有效。為了正確傳輸數(shù)據(jù)信息，每條總線上的各種信號，互相存在著一種有效時序的關系，因此，時間特性一般可用信號時序圖來描述。3.3.3總線性能指標(1)1、總線寬度：是指數(shù)據(jù)總線的根數(shù)，用bit（位）表示，如8位、16位、32位、64位（也即8根、16根、32根、64根數(shù)據(jù)線）。2、最大傳輸率(總線帶寬)：總線本身所能達到的最高傳輸速率，用MB/s（每秒多少兆字節(jié)）表示。例：總線工作頻率33.3MHz，總線寬度32位，則最大傳輸率＝33.3×32/8＝132MB/s。3、時鐘同步/異步：總線上的數(shù)據(jù)與時鐘同步工作的總線稱為同步總線，與時鐘不同步工作的總線稱為異步總線。4

6、、總線復用：為提高總線的利用率，將地址總線和數(shù)據(jù)總線共用一組物理線，在某一時刻該總線傳輸?shù)刂沸盘?，另一時刻傳輸數(shù)據(jù)信號或命令信號。總線性能指標(2)5、信號線數(shù)：即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線三種總線的根數(shù)總和。6、總線控制方式：包括并發(fā)工作、自動配置、仲裁方式、邏輯方式、計數(shù)方式等。負載能力：通常用可連接擴增電路板數(shù)來反映總線的負載能力。由于不同的電路對總線的負載是不同的，即使同一電路在不同的工作頻率下，總線的負載也是不同的。因此，總線負載能力的指標是不太嚴格的。7、其他：如電源電壓是5V還是3.3V、總線能否擴展至64位寬度等。課堂練習與思考：1.總線中地址線的用處是______。A.選

7、擇主存單元地址B.選擇進行信息傳輸?shù)脑O備C.選擇外存地址D.指定主存單元和I/O設備接口電路的選擇地址D2.系統(tǒng)總線中控制線的功能是______。A.提供主存、I/O接口設備的控制信號和響應信號B.提供數(shù)據(jù)信息C.提供時序信號D.提供主存、I/O接口設備的響應信號3.在______的微型計算機系統(tǒng)中，外設可和主存貯器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令。A.單總線B.雙總線C.三總線D.多總線AAISAEI