(46)--总线的基本概念和结构.ppt

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1、总线的基本概念总线不仅是一组传输线，还包括一套管理信息传输的规则（协议）。在计算机系统中，总线可以看成一个具有独立功能的组成部件。为了充分发挥总线的作用，每个总线标准都必须有具体和明确的规范说明。规范说明通常包括如下几个方面的技术规范或特性：（1）物理特性物理特性指的是总线物理连接的方式，包括总线的根数、总线的插头、插座的形状以及引脚的排列等。1.总线的特性（2）功能特性总线的功能特性包括总线的功能层次、资源类型、信息传递类型、信息传递方式和控制方式、总线中每一根线的功能等。为了充分发挥总线的作用，每个总线标准都必须有具体和明确的规范说明。规范说明通常包括如下几个方面的技术规范或特性：1.总线

2、的特性（3）电气特性电气特性定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。信号的电平指TTL电平、CMOS电平等。总线中有采用5V或者3.3V标准的，还有采用1.5V甚至0.8V标准的。为了充分发挥总线的作用，每个总线标准都必须有具体和明确的规范说明。规范说明通常包括如下几个方面的技术规范或特性：1.总线的特性（4）时间特性时间特性定义了每根线在什么时间有效。只有规定了总线上各信号有效的时序关系，CPU才能正确无误地使用。为了充分发挥总线的作用，每个总线标准都必须有具体和明确的规范说明。规范说明通常包括如下几个方面的技术规范或特性：1.总线的特性总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线

3、进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范，包括硬件和软件两个方面，如总线工作时钟频率、总线信号线定义、总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管理程序。2.总线的标准化总线标准的产生途径：（2）国际标准组织或机构主持下开发和制定的总线标准。（1）被业界广泛支持和承认的事实上的总线标准；（1）按总线相对于CPU的位置来划分：分为内部总线和外部总线两种。外部总线按其功用来划分主要有局部总线、系统总线通信总线三种类型。3.总线的分类（2）按总线功能来划分：分为地址总线、数据总线、控制总线三类。3.总线的分类（3）按总线在微机系统中的位置来划分：分为机内总线和

4、机外总线。3.总线的分类（3）按数据在总线中传送的位数划分：分为串行总线和并行总线。3.总线的分类总线的性能指标有多个方面，主要有：（1）总线宽度：总线中数据总线的数量，用bit（位）表示，总线宽度有8位、16位、32位、64位等。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（2）总线时钟：总线中各种信号的定时基准。一般来说，总线时钟频率越高，其单位时间内的数据传输量越大，但二者不完全是比例关系。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（3）最大数据传输速率：在总线中每秒钟传输的最大字节量，用MBs表示，即每秒多少兆字节。4.总线的性能4.总线的性能【例6.1】如果一个总线时钟周期

5、中并行传送64位数据，总线时钟频率为66MHz，则其总线带宽是多少?解：设总线带宽为Dr，64位=8B(B表示字节)，则Dr为：Dr=8B661000000/s=528MB/s即总线带宽为528MB/s。总线的性能指标有多个方面，主要有：（4）信号线数：包括数据总线、地址总线和控制总线数目。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（5）负载能力：总线中信号线带负载的能力。该能力强表明可接的总线板卡可多一些。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（6）同步方式：总线的通信方式采用同步还是异步方式。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（7）总线复用：数据线/地址线是否

6、共用（复用）。4.总线的性能总线的性能指标有多个方面，主要有：（7）总线控制方式：包括传输方式（猝发方式）、并发工作、设备自动配置、中断分配及仲裁方式等。4.总线的性能5.单机系统的总线结构计算机系统的外围设备种类繁多，速度差异很大，外围设备通过适配器（I/O接口）连接到系统总线上，实现CPU与外设之间工作速度上的匹配和同步，完成系统间的信息传输。5.单机系统的总线结构大多数总线的构成方式基本相同，不同之处仅在于总线中数据线和地址线的宽度，以及控制线的多少和功能。然而，总线的排列布置以及与其他各类部件的连接方式，对计算机系统的性能起着十分重要的作用。5.单机系统的总线结构根据连接方式的不同，单

7、机系统中采用的总线结构有两种基本类型：单总线结构和多总线结构。(1)单总线结构单总线结构5.单机系统的总线结构CPU主存设备接口设备接口系统总线通过一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备。(1)单总线结构单总线结构5.单机系统的总线结构CPU主存设备接口设备接口系统总线单机系统中，通过单总线完成的典型数据操作有：取指令传送数据I/O操作DMA操作（a）双总线结构（2）多总线结构存储总线CPU主存I/O接口系统总线I/O接口设备1设备n系统总线（2）多总线结构I/O接口I/O接口设备1设备n存储总线系统总线系统总线I/O总线（b）三总线结构IOPCPU主存多总线结构实例HOST桥HOST总线处理器主存PCI/LAGACY总线桥PCI设备PCI设备PCI设备PCI总线LAGACY设备LAGACY设备LAGACY总线（2）多总线结构 谢 谢！