第六章總線系統(tǒng)(白中英第五版)

1、計算機組成原理第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)2022年6月2日星期四6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 一、總線的基本概念一、總線的基本概念 總線總線是構成計算機系統(tǒng)的互連機構，是多個系統(tǒng)是構成計算機系統(tǒng)的互連機構，是多個系統(tǒng)功能部件之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路，借助總線連功能部件之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路，借助總線連接，計算機在各系統(tǒng)部件之間實現(xiàn)傳送地址、數(shù)據(jù)和接，計算機在各系統(tǒng)部件之間實現(xiàn)傳送地址、數(shù)據(jù)和控制信息的操作。因此，所謂總線就是指控制信息的操作。因此，所謂總線就是指能為多個功能為多個功能部件服務的一組公用信息線。能部件服務的一組公用信息線。2022年6月2日星期四6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線l 一個

2、單處理器系統(tǒng)中的總線，大致分為三類：一個單處理器系統(tǒng)中的總線，大致分為三類：(1)(1)內部總線：內部總線：CPUCPU內部連接各寄存器及運算部件之間內部連接各寄存器及運算部件之間的總線。的總線。(2)(2)系統(tǒng)總線：系統(tǒng)總線：CPUCPU同計算機系統(tǒng)的其他高速功能部件，同計算機系統(tǒng)的其他高速功能部件，如存儲器、通道等互相連接的總線。如存儲器、通道等互相連接的總線。(3)I/O(3)I/O總線：總線：中、低速中、低速I/OI/O設備之間互相連接的總線。設備之間互相連接的總線。2022年6月2日星期四6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 1 1、總線的特性、總線的特性 （1 1）物理特

3、性）物理特性 : : 指總線的物理連接方式，它包括總線的根指總線的物理連接方式，它包括總線的根數(shù)，總線的插頭、插座的形狀，引腳的排列方式等等。數(shù)，總線的插頭、插座的形狀，引腳的排列方式等等。 （2 2）功能特性）功能特性 : : 功能特性描述總線中每一根線的功能。功能特性描述總線中每一根線的功能。從從功能上看，總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線三大類。功能上看，總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線三大類。地址總線的寬度指明了總線能直接訪問存儲器的地址空間范地址總線的寬度指明了總線能直接訪問存儲器的地址空間范圍。數(shù)據(jù)總線的寬度指明了訪問一次存儲器或外設時能夠交圍。數(shù)據(jù)總線的寬度指明了訪問一次存

4、儲器或外設時能夠交換的數(shù)據(jù)位數(shù)?？刂瓶偩€包括換的數(shù)據(jù)位數(shù)?？刂瓶偩€包括CPUCPU發(fā)出的各種控制命令（存儲發(fā)出的各種控制命令（存儲器讀器讀/ /寫、寫、I/OI/O讀讀/ /寫）外設與主機的同步匹配信號、中斷信號、寫）外設與主機的同步匹配信號、中斷信號、DMADMA控制信號等等?？刂菩盘柕鹊取?.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 （3 3）電器特性）電器特性 : : 電器特性定義每根線上信號的傳遞方向及電器特性定義每根線上信號的傳遞方向及有效電平范圍。一般規(guī)定送入有效電平范圍。一般規(guī)定送入CPUCPU的信號叫輸入信號的信號叫輸入信號（ININ），），從從CPUCPU發(fā)出的信號叫輸出信

5、號發(fā)出的信號叫輸出信號（OUTOUT）, ,例如地址總線是輸出線，例如地址總線是輸出線，數(shù)據(jù)總線是雙向傳遞的信號線，這兩類信號線都是高電平有效。數(shù)據(jù)總線是雙向傳遞的信號線，這兩類信號線都是高電平有效?？刂瓶偩€中各條線一般是單向的，有控制總線中各條線一般是單向的，有CPUCPU發(fā)出的，也有進入發(fā)出的，也有進入CPUCPU的。有高電平有效的，也有低電平有效的。總線的電平都符合的。有高電平有效的，也有低電平有效的?？偩€的電平都符合TTLTTL電平的定義。電平的定義。 （4 4）時間特性）時間特性: : 時間特性規(guī)定了每根線在什么時間有效，也時間特性規(guī)定了每根線在什么時間有效，也就是說，只有規(guī)定了總線

6、上各信號有效的時序關系，就是說，只有規(guī)定了總線上各信號有效的時序關系，CPUCPU才能才能正確無誤的使用。正確無誤的使用。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 2. 2. 總線的標準化總線的標準化 相同的指令系統(tǒng)，相同的功能，不同廠家生產(chǎn)相同的指令系統(tǒng)，相同的功能，不同廠家生產(chǎn)的各功能部件在實現(xiàn)方法上幾乎沒有相同的，但各廠的各功能部件在實現(xiàn)方法上幾乎沒有相同的，但各廠家生產(chǎn)的相同功能部件卻可以互換使用，其原因何在家生產(chǎn)的相同功能部件卻可以互換使用，其原因何在呢？就是因為它們都遵守了相同的系統(tǒng)總線的要求，呢？就是因為它們都遵守了相同的系統(tǒng)總線的要求，這就是系統(tǒng)總線的標準化問題。這就是系

7、統(tǒng)總線的標準化問題。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 例如：微型計算機系統(tǒng)中采用的標準總線：例如：微型計算機系統(tǒng)中采用的標準總線： ISAISA總線（總線（ 1616位，帶寬位，帶寬 8MB/s8MB/s） EISAEISA總線（總線（3232位，帶寬位，帶寬 33.3MB33.3MBS S VESAVESA總線（總線（3232位，帶寬位，帶寬 132MB132MBs s） PCI PCI總線又進一步過渡到總線又進一步過渡到6464位，位，100MHZ100MHZ。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四總線帶寬總線帶寬: :它是衡量總線性能的重要指標，它是衡量總線性能的

8、重要指標，定義為定義為總線本身所能達到的最高傳輸速率總線本身所能達到的最高傳輸速率，單位，單位是兆字節(jié)每秒（是兆字節(jié)每秒（MB/sMB/s）。實際帶寬會受到總線布）。實際帶寬會受到總線布線長度、總線驅動器接收器性能、連接在總線線長度、總線驅動器接收器性能、連接在總線上的模塊數(shù)等因素的影響。這些因素將造成信號上的模塊數(shù)等因素的影響。這些因素將造成信號在總線上的畸變和延時，使總線最高傳輸速率受在總線上的畸變和延時，使總線最高傳輸速率受到限制。到限制。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四例例 1 :1 :（l l）某總線在一個總線周期中并行傳送）某總線在一個總線周期中并行傳送 4 4個字

9、節(jié)的個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設一個總線周期等于一個總線時鐘周期，總線時數(shù)據(jù)，假設一個總線周期等于一個總線時鐘周期，總線時鐘頻率為鐘頻率為33MHZ33MHZ，總線帶寬是多少？，總線帶寬是多少？ （2 2）如果一個總線周期中并行傳送）如果一個總線周期中并行傳送6464位數(shù)據(jù)，總線時鐘頻位數(shù)據(jù)，總線時鐘頻率升為率升為66MHZ66MHZ，總線帶寬是多少？，總線帶寬是多少？ 解：解：（l l）設總線帶寬用）設總線帶寬用DrDr表示，總線時鐘周期用表示，總線時鐘周期用T=1/fT=1/f表表示，一個總線周期傳送的數(shù)據(jù)量用示，一個總線周期傳送的數(shù)據(jù)量用D D表示，根據(jù)定義可得表示，根據(jù)定義可得 Dr=D/T=D

10、Dr=D/T=D1/T=D1/T=Df=4Bf=4B333310106 6/s=132MB/s /s=132MB/s (2) 64 (2) 64位位=8B=8B， Dr=DDr=Df=8Bf=8B666610106 6/s=528MB/s /s=528MB/s 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四二、總線的連接方式二、總線的連接方式 任何數(shù)字計算機的用途在很大程度上決定于它所能任何數(shù)字計算機的用途在很大程度上決定于它所能連接的外圍設備。遺憾的是，由于外圍設備種類繁多，連接的外圍設備。遺憾的是，由于外圍設備種類繁多，速度各異不可能簡單地把外圍設備連載速度各異不可能簡單地把外圍設備連載C

11、PUCPU上。因此必上。因此必須尋找一種方法，以便將外圍設備同某種計算機連接起須尋找一種方法，以便將外圍設備同某種計算機連接起來，使他們在一起可以正常工作。通常，這項任務由適來，使他們在一起可以正常工作。通常，這項任務由適配器部件來完成。配器部件來完成。通過適配器可以實現(xiàn)高速機器與低速通過適配器可以實現(xiàn)高速機器與低速機器之間工作速度上的匹配和同步，并完成計算機和外機器之間工作速度上的匹配和同步，并完成計算機和外設之間的所有數(shù)據(jù)傳送和控制。設之間的所有數(shù)據(jù)傳送和控制。適配器通常簡稱為接口。適配器通常簡稱為接口。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日

12、星期四 大多數(shù)總線都是以相同方式構成的，其不同之處僅大多數(shù)總線都是以相同方式構成的，其不同之處僅在于總線中數(shù)據(jù)線和地址線的數(shù)目，以及控制線的多少在于總線中數(shù)據(jù)線和地址線的數(shù)目，以及控制線的多少及其控制功能。然而，總線的排列布置與其他各類部件及其控制功能。然而，總線的排列布置與其他各類部件的連接方式對計算機的性能來說，將起著十分重要的作的連接方式對計算機的性能來說，將起著十分重要的作用。根據(jù)連接方式不同，單機系統(tǒng)中采用的總線結構有用。根據(jù)連接方式不同，單機系統(tǒng)中采用的總線結構有三種類型：三種類型：（1 1）單總線結構；）單總線結構；（2 2）雙總線結構；）雙總線結構；（3 3）三總線結構。）三總

13、線結構。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四在許多單處理在許多單處理器的計算機中，使用器的計算機中，使用一條單一的總線來連一條單一的總線來連接接CPUCPU、內存和、內存和I/OI/O設設備，叫做單總線結構。備，叫做單總線結構。1 1、單總線結構、單總線結構6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四這種結構保持了單總這種結構保持了單總線系統(tǒng)簡單、易于擴充的線系統(tǒng)簡單、易于擴充的優(yōu)點，但又在優(yōu)點，但又在CPUCPU和內存之和內存之間專門設置了一組高速的間專門設置了一組高速的存儲總線，使存儲總線，使CPUCPU可通過?？赏ㄟ^專用總線與存儲器交換信息，用總線與存儲器交換信息，并減輕了系

14、統(tǒng)總線的負擔，并減輕了系統(tǒng)總線的負擔，同時內存仍可通過系統(tǒng)總同時內存仍可通過系統(tǒng)總線與外設之間實現(xiàn)線與外設之間實現(xiàn)DMADMA操作，操作，而不必經(jīng)過而不必經(jīng)過CPUCPU當然這種當然這種雙總線系統(tǒng)以增加硬件為雙總線系統(tǒng)以增加硬件為代價。代價。 2. 2.雙總線結構雙總線結構6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四3.3.三總線結構三總線結構 它是在雙總線系它是在雙總線系統(tǒng)的基礎上增加統(tǒng)的基礎上增加I IO O總總線形成的。其中系統(tǒng)總線形成的。其中系統(tǒng)總線是線是 CPUCPU、主存和通道、主存和通道（IOPIOP）之間進行數(shù)據(jù)）之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路，而傳送的公共通路，而 I IO O

15、總線是多個外部設總線是多個外部設備與通道之間進行數(shù)據(jù)備與通道之間進行數(shù)據(jù)傳送的公共通路。傳送的公共通路。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四三、總線的內部結構三、總線的內部結構 ，它實際上是處理，它實際上是處理器芯片引腳的延伸，是處理器與器芯片引腳的延伸，是處理器與I/OI/O設備適配設備適配器的通道。這種簡單的總線一般也由器的通道。這種簡單的總線一般也由5050100100條線組成，這些線按其功能可以分為三類：條線組成，這些線按其功能可以分為三類：地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四地址線地址線單向單向用來傳送主存和設備的

16、用來傳送主存和設備的地址；地址；數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線雙向雙向用來傳送數(shù)據(jù)；用來傳送數(shù)據(jù)；控制線控制線對每一根來對每一根來說是單向的（說是單向的（CPUCPU發(fā)向接發(fā)向接口或接口發(fā)向口或接口發(fā)向CPU)CPU)用來指明數(shù)據(jù)傳送的方用來指明數(shù)據(jù)傳送的方向（存儲器讀、存儲器向（存儲器讀、存儲器寫、寫、I/OI/O讀、讀、I/OI/O寫），寫），中斷控制（請求，識別）中斷控制（請求，識別）和定時控制等。和定時控制等。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四簡單總線結構的簡單總線結構的不足之處不足之處在于：在于：l 第一，第一，CPUCPU是總線的唯一控制者。即使后來增加了是總線的唯一控制者。即使后來增加

17、了具有簡單仲裁邏輯的具有簡單仲裁邏輯的DMADMA控制器以支持控制器以支持DMADMA傳送，傳送，但仍不能滿足多但仍不能滿足多CPUCPU環(huán)境的要求。環(huán)境的要求。l 第二，總線信號是第二，總線信號是CPUCPU引腳信號的延伸，故總線結引腳信號的延伸，故總線結構緊密與構緊密與CPUCPU相關，通用性差。相關，通用性差。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 是一些標準總線，追是一些標準總線，追求與結構、求與結構、CPUCPU、技術無、技術無關的開發(fā)標準。關的開發(fā)標準。 在當代總線結構中，在當代總線結構中，CPUCPU和它私有的和它私有的cachecache一起一起作為一個模塊與總線相連。

18、作為一個模塊與總線相連。系統(tǒng)中允許有多個這樣的系統(tǒng)中允許有多個這樣的處理器模塊。而總線控制處理器模塊。而總線控制器完成幾個總線請求者之器完成幾個總線請求者之間的協(xié)調與仲裁。間的協(xié)調與仲裁。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四整個總線分成如下四部分：整個總線分成如下四部分： 1 1、 數(shù)據(jù)傳送總線：數(shù)據(jù)傳送總線： 由地址線、數(shù)據(jù)線、控制線組成。由地址線、數(shù)據(jù)線、控制線組成。 2 2 、仲裁總線：、仲裁總線： 包括總線請求線和總線授權線。包括總線請求線和總線授權線。3 3 、中斷和同步總線：、中斷和同步總線：用于處理帶優(yōu)先級的中斷操作，用于處理帶優(yōu)先級的中斷操作，包括中斷請求線和中斷認可

19、線。包括中斷請求線和中斷認可線。4 4 、公用線：、公用線： 包括時鐘信號線、電源線、地線、系統(tǒng)復包括時鐘信號線、電源線、地線、系統(tǒng)復位線以及加電或斷電的時序信號線等。位線以及加電或斷電的時序信號線等。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四四、總線結構實例四、總線結構實例 大多數(shù)計算機采用了分層次的多總線結構。在這種大多數(shù)計算機采用了分層次的多總線結構。在這種結構中，速度差異較大的設備模塊使用不同速度的總線，結構中，速度差異較大的設備模塊使用不同速度的總線，而速度相近的設備模塊使用同一類總線。顯然，這種結而速度相近的設備模塊使用同一類總線。顯然，這種結構的優(yōu)點不僅解決了總線負載過重的問

20、題，而且使總線構的優(yōu)點不僅解決了總線負載過重的問題，而且使總線設計簡單，并能充分發(fā)揮每類總線的效率。設計簡單，并能充分發(fā)揮每類總線的效率。 圖圖6.66.6是是PentiumPentium計算機主板的總線結構框圖計算機主板的總線結構框圖（見演（見演示圖示圖6.66.6）?？梢钥闯觯且粋€三層次的多總線結構，。可以看出，它是一個三層次的多總線結構，即有即有CPUCPU總線、總線、PCIPCI總線和總線和ISAISA總線。總線。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 CPU CPU總線總線 ： 也稱也稱CPU-CPU-存儲器總線，它是一個存儲器總線，它是一個6464位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)線和線和

21、3232位地址線的同步總線?？偩€時鐘頻率為位地址線的同步總線。總線時鐘頻率為66.6MHZ66.6MHZ（或（或60MHZ60MHZ），），CPUCPU內部時鐘是此時鐘頻率的倍頻。內部時鐘是此時鐘頻率的倍頻。 此此總線可連接總線可連接4128MB4128MB的主存。主存擴充容量是以內存條的主存。主存擴充容量是以內存條形式插入主板有關插座來實現(xiàn)的。形式插入主板有關插座來實現(xiàn)的。CPUCPU總線還接有總線還接有L2L2級級cachecache。主存控制器和。主存控制器和cachecache控制器芯片用來管理控制器芯片用來管理CPUCPU對對主存和。主存和。acheache的存取操作。的存取操作。C

22、PUCPU是這條總線的主控者，是這條總線的主控者，但必要時可放棄總線控制權。從傳統(tǒng)的觀點看，可以把但必要時可放棄總線控制權。從傳統(tǒng)的觀點看，可以把CPUCPU總線看成是總線看成是CPUCPU引腳信號的延伸。引腳信號的延伸。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 PCI PCI總錢總錢 ：用于連接高速的用于連接高速的I IO O設備模塊，如圖形顯設備模塊，如圖形顯示器適配器、網(wǎng)絡接口控制器、硬盤控制器等。通過示器適配器、網(wǎng)絡接口控制器、硬盤控制器等。通過“橋橋”芯片，上面與更高速的芯片，上面與更高速的CPUCPU總線相連，下面與總線相連，下面與低速的低速的ISAISA總線相接。總線相接

23、。PCIPCI總線是一個總線是一個3232（或（或6464位）的位）的同步總線，同步總線，3232位（或位（或6464位）數(shù)據(jù)地址線是同一組線，位）數(shù)據(jù)地址線是同一組線，分時復用?？偩€時鐘頻率為分時復用。總線時鐘頻率為33.3MHZ33.3MHZ，總線帶寬是，總線帶寬是132MB132MBs. PCIs. PCI總線采用集中式仲裁方式，有專用的總線采用集中式仲裁方式，有專用的PCIPCI總線仲裁器。主板上一般有總線仲裁器。主板上一般有3 3個個PCIPCI總線擴充槽?？偩€擴充槽。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 ISA ISA總線：總線：PentiumPentium機使用該總線

24、與低速機使用該總線與低速 1 1O O設備連設備連接。主板上一般留有接。主板上一般留有 3 34 4個個ISAISA總線擴充槽，以便使總線擴充槽，以便使用各種用各種1616位位8 8位適配器卡。該總線支持位適配器卡。該總線支持7 7個個DMADMA通道通道和和1515級可屏蔽硬件中斷。另外，級可屏蔽硬件中斷。另外，ISAISA總線控制邏輯還總線控制邏輯還通過主板上的片級總線與實時鐘日歷、通過主板上的片級總線與實時鐘日歷、ROMROM、鍵盤、鍵盤和鼠標控制器（和鼠標控制器（80428042微處理器）等芯片相連接。微處理器）等芯片相連接。6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 我們看到，我

25、們看到，CPUCPU總線、總線、PCIPCI總線、總線、ISAISA總線通過兩總線通過兩個個“橋橋”芯片連成整體。橋芯片在此起到了信號速度芯片連成整體。橋芯片在此起到了信號速度緩沖、電平轉換和控制協(xié)議的轉換作用。有的資料將緩沖、電平轉換和控制協(xié)議的轉換作用。有的資料將CPUCPU總線總線-PCI-PCI總線的橋稱為北橋，將總線的橋稱為北橋，將PCIPCI總線總線-ISA-ISA總線總線的橋稱為南橋。通過橋將兩類不同的總線粘合在一起的橋稱為南橋。通過橋將兩類不同的總線粘合在一起的技術特別適合于系統(tǒng)的升級代換。這樣，每當?shù)募夹g特別適合于系統(tǒng)的升級代換。這樣，每當CPUCPU芯片升級時只需改變芯片升

26、級時只需改變CPUCPU總線和北橋芯片，全部原有總線和北橋芯片，全部原有的外圍設備可自動繼續(xù)工作。的外圍設備可自動繼續(xù)工作。 6.1系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2022年6月2日星期四 PentiumPentium個人機總線系統(tǒng)中有一個核心個人機總線系統(tǒng)中有一個核心邏輯芯片組，簡稱邏輯芯片組，簡稱，它包括主存，它包括主存控制器和控制器和cachecache控制芯片、北橋芯片和南橋控制芯片、北橋芯片和南橋芯片。這個芯片組叫芯片。這個芯片組叫Intel430Intel430系列、系列、440440系系列，他們在系統(tǒng)中起者至關重要的作用。列，他們在系統(tǒng)中起者至關重要的作用。 6.2總線接口總線接口2022年6月

27、2日星期四一、信息的傳送方式一、信息的傳送方式 數(shù)字計算機使用二進制數(shù)，它們或用電位的高、低來表數(shù)字計算機使用二進制數(shù)，它們或用電位的高、低來表示，或用脈沖的有，無來表示。示，或用脈沖的有，無來表示。 計算機系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式：計算機系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式：串行傳送、并串行傳送、并行傳送和分時傳送。行傳送和分時傳送。但是出于速度和效率上的考慮，系統(tǒng)總但是出于速度和效率上的考慮，系統(tǒng)總線上傳送的信息必須采用線上傳送的信息必須采用并行并行傳送傳送方式。在一些微型計算機方式。在一些微型計算機中，由于中，由于CPUCPU引腳數(shù)的限制，系統(tǒng)總線傳送信息時還采用并引腳數(shù)的限制，系統(tǒng)總線傳送

28、信息時還采用并串行方式或分時方式串行方式或分時方式 6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四 1.1.串行傳送串行傳送 當信息以串行方式傳送時，只有一條傳輸線，且當信息以串行方式傳送時，只有一條傳輸線，且采用脈沖傳送。在串行傳送時，按順序來傳送表示一采用脈沖傳送。在串行傳送時，按順序來傳送表示一個數(shù)碼的所有二進制位個數(shù)碼的所有二進制位(bit)(bit)的脈沖信號，每次一位，的脈沖信號，每次一位，通常以通常以第一個第一個脈沖信號表示數(shù)碼的脈沖信號表示數(shù)碼的最低最低有效位，最后有效位，最后一個脈沖信號表示數(shù)碼的最高有效位。一個脈沖信號表示數(shù)碼的最高有效位。 在串行傳送時，被傳送的數(shù)據(jù)需要在

29、發(fā)送部件進在串行傳送時，被傳送的數(shù)據(jù)需要在發(fā)送部件進行并串變換，這稱為行并串變換，這稱為拆卸；拆卸；而在接收部件又需要而在接收部件又需要進行串并變換，這稱為進行串并變換，這稱為裝配裝配。 6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四 串行傳送的主要優(yōu)點是只需要一條傳輸線，這一串行傳送的主要優(yōu)點是只需要一條傳輸線，這一點對長距離傳輸顯得特別重要，不管傳送的數(shù)據(jù)量有點對長距離傳輸顯得特別重要，不管傳送的數(shù)據(jù)量有多少，只需要一條傳輸線，成本比較低廉。多少，只需要一條傳輸線，成本比較低廉。6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四 2. 2.并行傳送并行傳送 用并行方式傳送二進制信息時，對每個數(shù)

30、據(jù)位都需要單獨用并行方式傳送二進制信息時，對每個數(shù)據(jù)位都需要單獨一條傳輸線。信息有多少二進制位組成，就需要多少條傳輸線，一條傳輸線。信息有多少二進制位組成，就需要多少條傳輸線，從而使得二進制數(shù)從而使得二進制數(shù)“0”0”或或“1”1”在不同的線上同時進行傳送。在不同的線上同時進行傳送。 并行傳送一般采用電位傳送。由于所有的位同時被傳送，并行傳送一般采用電位傳送。由于所有的位同時被傳送，所以并行數(shù)據(jù)傳送比所以并行數(shù)據(jù)傳送比串行數(shù)據(jù)傳送快得多。串行數(shù)據(jù)傳送快得多。6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四3.3.分時傳送分時傳送 分時傳送有兩種概念。分時傳送有兩種概念。 一是采用總線復用方式一是

31、采用總線復用方式: :某個傳輸線上既傳送地某個傳輸線上既傳送地址信息，又傳送數(shù)據(jù)信息。為此必須劃分時間片，以址信息，又傳送數(shù)據(jù)信息。為此必須劃分時間片，以便在不同的時間間隔中完成傳送地址和傳送數(shù)據(jù)的任便在不同的時間間隔中完成傳送地址和傳送數(shù)據(jù)的任務。務。 分時傳送的另一種概念分時傳送的另一種概念: :是共享總線的部件分時是共享總線的部件分時使用總線。使用總線。6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四二、接口的基本概念二、接口的基本概念 接口即接口即I/OI/O設備適配器，具體指設備適配器，具體指CPUCPU和主存、外圍和主存、外圍設備之間通過總線進行連接的邏輯部件。設備之間通過總線進行連

32、接的邏輯部件。 接口部件在它動態(tài)連接的兩個部件之間起著接口部件在它動態(tài)連接的兩個部件之間起著“轉轉換器換器”的作用，以便實現(xiàn)彼此之間的信息傳送。的作用，以便實現(xiàn)彼此之間的信息傳送。 為了使所有的外圍設備能夠兼容，并能在一起正為了使所有的外圍設備能夠兼容，并能在一起正確地工作，確地工作，CPUCPU規(guī)定了不同的信息傳送控制方法。規(guī)定了不同的信息傳送控制方法。 一一個標準接口可能連接一個設備，也可能連接多個設備。個標準接口可能連接一個設備，也可能連接多個設備。I/OI/O接口模塊框圖接口模塊框圖 6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四 CPU CPU、接口和外圍設備之間的連接關系、接口和外

33、圍設備之間的連接關系6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四典型的接口通常具有如下功能：典型的接口通常具有如下功能：1.1.控制控制: :接口靠程序的指令信息來控制外圍設備的動接口靠程序的指令信息來控制外圍設備的動作，如啟動、關閉設備等。作，如啟動、關閉設備等。2.2.緩沖緩沖: :接口在外圍設備和計算機系統(tǒng)其他部件之間接口在外圍設備和計算機系統(tǒng)其他部件之間用作為一個緩沖器，以補償各種設備在速度上的差異。用作為一個緩沖器，以補償各種設備在速度上的差異。3.3.狀態(tài)狀態(tài): :接口監(jiān)視外圍設備的工作狀態(tài)并保存狀態(tài)信接口監(jiān)視外圍設備的工作狀態(tài)并保存狀態(tài)信息。狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)息。狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)

34、“準備就緒準備就緒”、“忙忙”、“錯錯誤誤”等等，供等等，供CPUCPU詢問外圍設備時進行分析之用。詢問外圍設備時進行分析之用。6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四4.4.轉換轉換: : 接口可以完成任何要求的數(shù)據(jù)轉換，例如并接口可以完成任何要求的數(shù)據(jù)轉換，例如并串轉換或串并轉換，因此數(shù)據(jù)能在外圍設備串轉換或串并轉換，因此數(shù)據(jù)能在外圍設備和和CPUCPU之間正確地進行傳送。之間正確地進行傳送。5.5.整理：接口可以完成一些特別的功能，例如在需要時整理：接口可以完成一些特別的功能，例如在需要時可以修改字計數(shù)器或當前內存地址寄存器?？梢孕薷淖钟嫈?shù)器或當前內存地址寄存器。6.6.程序中斷：

35、每當外圍設備向程序中斷：每當外圍設備向CPUCPU請求某種動作時，接請求某種動作時，接口即發(fā)生一個中斷請求信號到口即發(fā)生一個中斷請求信號到CPUCPU。6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四事實上，一個適配器必有兩個接口：事實上，一個適配器必有兩個接口：一是和系統(tǒng)總線的接口：一是和系統(tǒng)總線的接口：CPUCPU和適配器的數(shù)據(jù)交和適配器的數(shù)據(jù)交換一定的是并行方式；換一定的是并行方式；二是和外設的接口：二是和外設的接口：適配器和外設的數(shù)據(jù)交換可適配器和外設的數(shù)據(jù)交換可能是并行方式，也可能是串行方式。根據(jù)外圍設備供能是并行方式，也可能是串行方式。根據(jù)外圍設備供求串行數(shù)據(jù)或并行數(shù)據(jù)的方式不同，適

36、配器分為串行求串行數(shù)據(jù)或并行數(shù)據(jù)的方式不同，適配器分為串行數(shù)據(jù)接口和并行數(shù)據(jù)接口兩大類。數(shù)據(jù)接口和并行數(shù)據(jù)接口兩大類。 6.2總線接口總線接口2022年6月2日星期四【例例2 2】 利用串行方式傳送字符，每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位利用串行方式傳送字符，每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)常稱為數(shù)常稱為波特波特。假設數(shù)據(jù)傳送速率是。假設數(shù)據(jù)傳送速率是120120個字符個字符/ /秒，秒，每一個字符格式規(guī)定包含每一個字符格式規(guī)定包含1010個數(shù)據(jù)位個數(shù)據(jù)位( (起始位、停止起始位、停止位、位、8 8個數(shù)據(jù)位個數(shù)據(jù)位) )，問傳送的波特數(shù)是多少，問傳送的波特數(shù)是多少? ?每個數(shù)據(jù)每個數(shù)據(jù)位占用的時間是多少位占用的時間是多少

37、? ? 【解解】： 波特數(shù)為：波特數(shù)為：1010位位120/120/秒秒=1200=1200波特波特 每個數(shù)據(jù)位占用的時間每個數(shù)據(jù)位占用的時間TdTd是波特數(shù)的倒數(shù)：是波特數(shù)的倒數(shù)： Td=1/1200=0.833 Td=1/1200=0.8330.001s=0.833ms 0.001s=0.833ms 6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 連接到總線上的功能模塊有主動和被動兩種形態(tài)。連接到總線上的功能模塊有主動和被動兩種形態(tài)。如如 CPUCPU模塊，它在不同的時間可以用作主方，也可用模塊，它在不同的時間可以用作主方，也可用作從方；而存儲器模塊只能用作從方。主方可以啟動作從方；

38、而存儲器模塊只能用作從方。主方可以啟動一個總線周期，而從方只能響應主方的請求。每次總一個總線周期，而從方只能響應主方的請求。每次總線操作，只能有一個主方占用總線控制權，但同一時線操作，只能有一個主方占用總線控制權，但同一時間里可以有一個或多個從方。間里可以有一個或多個從方。 主方持續(xù)控制總線的時間稱為總線占用期。主方持續(xù)控制總線的時間稱為總線占用期。 按照總線仲裁電路的位置不同，仲裁方式分為按照總線仲裁電路的位置不同，仲裁方式分為集集中式仲裁和分布式仲裁兩類。中式仲裁和分布式仲裁兩類。 6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四一、一、 集中式仲裁集中式仲裁 集中式仲裁中每個功能模塊

39、有兩條線連到中央仲裁器：集中式仲裁中每個功能模塊有兩條線連到中央仲裁器：一條是送往仲裁器的總線一條是送往仲裁器的總線請求信號線請求信號線BRBR，一條是仲裁，一條是仲裁器送出的總線器送出的總線授權信號線授權信號線BGBG。 l 集中式仲裁有三種：集中式仲裁有三種：1 1、鏈式查詢方式、鏈式查詢方式2 2、計數(shù)器定時查詢方式：、計數(shù)器定時查詢方式：3 3、獨立請求方式、獨立請求方式6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 鏈式查詢方式的主要特點是，總線授權信號鏈式查詢方式的主要特點是，總線授權信號BGBG串行地從一個串行地從一個I IO O接口傳送到下接口傳送到下一個一個I IO O

40、接口。假如接口。假如BGBG到達的接口無總線請求，則繼續(xù)往下查詢；假如到達的接口無總線請求，則繼續(xù)往下查詢；假如BGBG到達到達的接口有總線請求，的接口有總線請求，BGBG信號便不再往下查詢。這意味著該信號便不再往下查詢。這意味著該I IO O接口就獲得了總接口就獲得了總線控制權。線控制權。6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 優(yōu)點：優(yōu)點：只用很少幾根線就能按一定優(yōu)先次序實現(xiàn)總線仲裁只用很少幾根線就能按一定優(yōu)先次序實現(xiàn)總線仲裁，并且這種鏈式結構很容易擴充設備。，并且這種鏈式結構很容易擴充設備。 缺點：缺點：對詢問鏈的電路故障很敏感，如果第對詢問鏈的電路故障很敏感，如果第i i個

41、設備的接個設備的接口中有關鏈的電路有故障，那么第口中有關鏈的電路有故障，那么第i i個以后的設備都不能個以后的設備都不能進行工作。另外查詢鏈的優(yōu)先級是固定的，如果優(yōu)先級高進行工作。另外查詢鏈的優(yōu)先級是固定的，如果優(yōu)先級高的設備出現(xiàn)頻繁的請求時，那么優(yōu)先級較低的設備可能長的設備出現(xiàn)頻繁的請求時，那么優(yōu)先級較低的設備可能長期不能使用總線。期不能使用總線。 6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 總線上的任一設備要求使用總線時，通過總線上的任一設備要求使用總線時，通過BRBR線發(fā)出總線請求。中央仲裁器線發(fā)出總線請求。中央仲裁器接到請求信號以后，在接到請求信號以后，在BSBS線為線為“0

42、”0”的情況下讓計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值通過的情況下讓計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各設備。每個設備接口都有一個設備地址判別電路，當?shù)刂芬唤M地址線發(fā)向各設備。每個設備接口都有一個設備地址判別電路，當?shù)刂肪€上的計數(shù)值與請求總線的設備地址相一致時，該設備置線上的計數(shù)值與請求總線的設備地址相一致時，該設備置“1”BS1”BS線，獲得了線，獲得了總線使用權，此時中止計數(shù)查詢?？偩€使用權，此時中止計數(shù)查詢。 6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 在獨立請求方式中，每一個共享總線的設備均有一對總線請求線在獨立請求方式中，每一個共享總線的設備均有一對總線請求線BRiBRi。和總線授權

43、線和總線授權線BGiBGi；。當設備要求使用總線時，便發(fā)出該設備的請求；。當設備要求使用總線時，便發(fā)出該設備的請求信號。中央仲裁器中有一個排隊電路，它根據(jù)一定的優(yōu)先次序決定首信號。中央仲裁器中有一個排隊電路，它根據(jù)一定的優(yōu)先次序決定首先響應哪個設備的請求，給設備以授權信號先響應哪個設備的請求，給設備以授權信號BGiBGi。6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四 獨立請求方式的優(yōu)點是響應時間快，即確定優(yōu)先獨立請求方式的優(yōu)點是響應時間快，即確定優(yōu)先響應的設備所花費的時間少，用不著一個設備接一個響應的設備所花費的時間少，用不著一個設備接一個設備地查詢。其次，對優(yōu)先次序的控制相當靈活。它

44、設備地查詢。其次，對優(yōu)先次序的控制相當靈活。它可以預先固定，例如可以預先固定，例如 BRBR9 9優(yōu)先級最高，優(yōu)先級最高， BRBR1 1次次之之BRnBRn最低；也可以通過程序來改變優(yōu)先次序；最低；也可以通過程序來改變優(yōu)先次序；還可以用屏蔽（禁止）某個請求的辦法，不響應來自還可以用屏蔽（禁止）某個請求的辦法，不響應來自無效設備的請求。無效設備的請求。因此當代總線標準普遍采用獨立請因此當代總線標準普遍采用獨立請求方式。求方式。 6.3 總線的仲裁總線的仲裁2022年6月2日星期四二、二、 分布式仲裁分布式仲裁 分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個潛在的主方功分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個潛在的主

45、方功能模塊都有自己的仲裁信號和仲裁器。當它們有總線請能模塊都有自己的仲裁信號和仲裁器。當它們有總線請求時，把它們唯一的仲裁號發(fā)送到共享的仲裁總線上，求時，把它們唯一的仲裁號發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個仲裁器將仲裁總線上得到的號與自己的號進行比較。每個仲裁器將仲裁總線上得到的號與自己的號進行比較。如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應，并如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應，并撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。顯然，分布式仲裁是以優(yōu)先級仲裁策略為基礎。線上。顯然，分布式仲裁是以優(yōu)先級仲裁策略為基礎。 圖圖6.11

46、6.11 分布式總線仲裁方式分布式總線仲裁方式6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四一、總線的定時一、總線的定時 總線的一次信息傳送過程，大致可分為如下五個總線的一次信息傳送過程，大致可分為如下五個階段：階段：請求總線，總線仲裁，尋址（目的地址），信請求總線，總線仲裁，尋址（目的地址），信息傳送，狀態(tài)返回（或錯誤報告）。息傳送，狀態(tài)返回（或錯誤報告）。 為了同步主方、從方的操作，必須制訂定時協(xié)議。為了同步主方、從方的操作，必須制訂定時協(xié)議。 所謂所謂定時，定時，是指是指事件出現(xiàn)在總線上的時序關系。事件出現(xiàn)在總線上的時序關系。下面介紹數(shù)據(jù)傳送過程中采用的兩種定時

47、方式：同步下面介紹數(shù)據(jù)傳送過程中采用的兩種定時方式：同步定時和異步定時。定時和異步定時。6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四（1 1）同步定時）同步定時：在同步定時協(xié)議中，事件由現(xiàn)在總線上：在同步定時協(xié)議中，事件由現(xiàn)在總線上的時刻由總線時鐘信號來確定。由于采用了公共時鐘，的時刻由總線時鐘信號來確定。由于采用了公共時鐘，每個功能模塊什么時候發(fā)送或接收信息都有每個功能模塊什么時候發(fā)送或接收信息都有統(tǒng)一時鐘規(guī)統(tǒng)一時鐘規(guī)定，定，因此，同步定時具有較高的傳輸頻率。因此，同步定時具有較高的傳輸頻率。 同步定時適用于總線長度較短、各功能模塊存取時同步定時適用于總線長度較短

48、、各功能模塊存取時間比較接近的情況。這是因為同步方式對任何兩個功能間比較接近的情況。這是因為同步方式對任何兩個功能模塊的通信都給予同樣的時間安排。由于同步總線必須模塊的通信都給予同樣的時間安排。由于同步總線必須按最慢的模塊來設計公共時鐘，當各功能模塊存取時間按最慢的模塊來設計公共時鐘，當各功能模塊存取時間相差很大時，會大大損失總線效率。相差很大時，會大大損失總線效率。 6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四（2 2）異步定時）異步定時 ：在異步定時協(xié)議中，后一事件出現(xiàn)在總線：在異步定時協(xié)議中，后一事件出現(xiàn)在總線上的時刻取決于前一事件的出現(xiàn)，即建立在應答式或互鎖

49、上的時刻取決于前一事件的出現(xiàn)，即建立在應答式或互鎖機制基礎上。在這種系統(tǒng)中，不需要統(tǒng)一的公共時鐘信號。機制基礎上。在這種系統(tǒng)中，不需要統(tǒng)一的公共時鐘信號?？偩€周期的長度是可變的。例如圖示的例子中，總線周期的長度是可變的。例如圖示的例子中，CPUCPU發(fā)出發(fā)出讀命令信號和存儲器地址信號，經(jīng)一段時延，待信號穩(wěn)定讀命令信號和存儲器地址信號，經(jīng)一段時延，待信號穩(wěn)定后，它啟動主同步（后，它啟動主同步（MSYNMSYN）信號，這個信號引發(fā)存儲器以）信號，這個信號引發(fā)存儲器以從同步（從同步（SSYNSSYN）信號予以響應，并將數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)線上。）信號予以響應，并將數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)線上。這個這個SSYNSSYN信

50、號使信號使CPUCPU讀數(shù)據(jù)，然后撤消讀數(shù)據(jù)，然后撤消MSYNMSYN信號，信號，MSYNMSYN信信號的撤消又使號的撤消又使SSYNSSYN信號撤消，最后地址線、數(shù)據(jù)上不再有信號撤消，最后地址線、數(shù)據(jù)上不再有有效信息，于是讀數(shù)據(jù)總線周期結束。有效信息，于是讀數(shù)據(jù)總線周期結束。6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四 異步定時的優(yōu)點是總線周期長度可變，不把響應時間強異步定時的優(yōu)點是總線周期長度可變，不把響應時間強加到功能模塊上，因而允許快速和慢速的功能模塊都能連接加到功能模塊上，因而允許快速和慢速的功能模塊都能連接到同一總線上。但這以增加總統(tǒng)的復雜性和成本為代價

51、。到同一總線上。但這以增加總統(tǒng)的復雜性和成本為代價。 6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四二、二、總線數(shù)據(jù)傳送模式總線數(shù)據(jù)傳送模式 當代的總線標準大都能支持以下四類模式的數(shù)據(jù)傳送：當代的總線標準大都能支持以下四類模式的數(shù)據(jù)傳送： （1 1）讀、寫操作：）讀、寫操作：讀操作是由從方到主方的數(shù)據(jù)傳送；讀操作是由從方到主方的數(shù)據(jù)傳送；寫操作是由主方到從方的數(shù)據(jù)傳送。一般，主方先以寫操作是由主方到從方的數(shù)據(jù)傳送。一般，主方先以一個總線周期發(fā)出命令和從方地址，經(jīng)過一定的延時一個總線周期發(fā)出命令和從方地址，經(jīng)過一定的延時再開始數(shù)據(jù)傳送總線周期。為了提高總線利用率，減再開

52、始數(shù)據(jù)傳送總線周期。為了提高總線利用率，減少延時損失，主方完成尋址愿望同期后可讓出總線控少延時損失，主方完成尋址愿望同期后可讓出總線控制權，以使其他主方完成更緊迫的操作。然后再重新制權，以使其他主方完成更緊迫的操作。然后再重新競爭總線，完成數(shù)據(jù)傳送總線周期。競爭總線，完成數(shù)據(jù)傳送總線周期。 6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四（2 2）塊傳送操作：）塊傳送操作：只需給出塊的起始地址，然后對固只需給出塊的起始地址，然后對固定塊長度的數(shù)據(jù)一個接一個地讀出或寫入。對于定塊長度的數(shù)據(jù)一個接一個地讀出或寫入。對于CPUCPU（主方）（主方）存儲器（從方）而言的塊傳送，

53、常稱為猝存儲器（從方）而言的塊傳送，常稱為猝發(fā)式傳送，其塊長一般固定為數(shù)據(jù)線寬度（存儲器字發(fā)式傳送，其塊長一般固定為數(shù)據(jù)線寬度（存儲器字長）的長）的4 4倍。例如一個倍。例如一個6464位數(shù)據(jù)線的總線，一次猝發(fā)位數(shù)據(jù)線的總線，一次猝發(fā)式傳送可達式傳送可達256256位。這在超標量流水中十分有用。位。這在超標量流水中十分有用。 6.4 總線的定時和數(shù)據(jù)傳送總線的定時和數(shù)據(jù)傳送2022年6月2日星期四（3 3）寫后讀、讀修改寫操作：）寫后讀、讀修改寫操作：只給出地址一次，或進行先只給出地址一次，或進行先寫后讀操作，或進行先讀后寫操作。前者用于校驗目的而寫后讀操作，或進行先讀后寫操作。前者用于校驗目

54、的而后者用于多道程序系統(tǒng)中對共享存儲資源的保護。這兩種后者用于多道程序系統(tǒng)中對共享存儲資源的保護。這兩種操作和猝發(fā)式操作一樣，主方掌管總線直到整個操作完成。操作和猝發(fā)式操作一樣，主方掌管總線直到整個操作完成。 （4 4）廣播、廣集操作：）廣播、廣集操作：一般而言，數(shù)據(jù)傳送只在一個主方一般而言，數(shù)據(jù)傳送只在一個主方和一個從方之間進行。但有的總線允許一個主方對多個從和一個從方之間進行。但有的總線允許一個主方對多個從方進行寫操作，這種操作稱為廣播。與廣播相反的操作稱方進行寫操作，這種操作稱為廣播。與廣播相反的操作稱為廣集，它將選定的多個從方數(shù)據(jù)在總線上完成為廣集，它將選定的多個從方數(shù)據(jù)在總線上完成A

55、NDAND或或OROR操作，用以檢測多個中斷源。操作，用以檢測多個中斷源。 6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四一、一、多總線結構多總線結構 在典型的多總線結構中包含三種總線：在典型的多總線結構中包含三種總線：HOSTHOST總線、總線、PCIPCI總線、總線、LAGACYLAGACY總線。總線。 HOST HOST 總線：總線： 該總線有該總線有CPUCPU總線、系統(tǒng)總線、主存總線等多種總線、系統(tǒng)總線、主存總線等多種名稱，各自反映了總線功能的一個方面。這里稱宿主總線，也名稱，各自反映了總線功能的一個方面。這里稱宿主總線，也許更全面，因為許更全面，因

56、為HOSTHOST總線不僅連接主存，還可以連接多個總線不僅連接主存，還可以連接多個CPUCPU。 LAGACYLAGACY總線：總線： 可以是可以是ISAISA，EISAEISA，MCAMCA等這類性能較低的傳統(tǒng)等這類性能較低的傳統(tǒng)總線，以便充分利用市場上豐富的適配器卡，支持中、低速總線，以便充分利用市場上豐富的適配器卡，支持中、低速I/OI/O設備。設備。6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四 PCI PCI 總線：總線： 連接各種高速的連接各種高速的PCIPCI設備，也可以是從設設備，也可以是從設備，或兼而有之。在備，或兼而有之。在PCIPCI設備

57、中不存在設備中不存在DMADMA的概念，這的概念，這是因為是因為PCIPCI總線支持無限的猝發(fā)式傳送。這樣，傳統(tǒng)總線支持無限的猝發(fā)式傳送。這樣，傳統(tǒng)總線上用總線上用DMADMA方式工作的設備移植到方式工作的設備移植到PCIPCI總線上時，采總線上時，采用主設備工作方式即可。系統(tǒng)中允許有多條用主設備工作方式即可。系統(tǒng)中允許有多條PCIPCI總線總線，它們可以使用，它們可以使用HOSTHOST橋與橋與HOSTHOST總線相連，也可以使用總線相連，也可以使用PCI/PCIPCI/PCI橋與已知橋與已知HOSTHOST總線相連，從而得以擴充整個總線相連，從而得以擴充整個系統(tǒng)的系統(tǒng)的PCIPCI總線負載

58、能力?？偩€負載能力。6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四二、二、PCIPCI總線信號線總線信號線 PCIPCI總線的基本傳輸機制是猝發(fā)式傳送，利用橋總線的基本傳輸機制是猝發(fā)式傳送，利用橋可以實現(xiàn)總線間的猝發(fā)式傳送。寫操作時，橋把上層可以實現(xiàn)總線間的猝發(fā)式傳送。寫操作時，橋把上層總線的寫周期先緩存起來，以后的時間再在下層總線總線的寫周期先緩存起來，以后的時間再在下層總線上生成寫周期，即延遲寫。讀操作時，橋可早于上層上生成寫周期，即延遲寫。讀操作時，橋可早于上層總線，直接在下層總線上進行預讀。無論延遲寫和預總線，直接在下層總線上進行預讀。無論延遲寫和預讀

59、，橋的作用可使所有的存取都按讀，橋的作用可使所有的存取都按CPUCPU的需要出現(xiàn)在的需要出現(xiàn)在總線上。總線上。6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四PCIPCI總線信號線：總線信號線： 必要引腳控設備必要引腳控設備4949條條 目標設備目標設備4747條條 可選引腳可選引腳5151條（主要用于條（主要用于6464位擴展、中位擴展、中 斷請求、高斷請求、高速緩存支持等）速緩存支持等） 總引腳數(shù)總引腳數(shù)120120條（包含電源、地、保留條（包含電源、地、保留 引腳等）引腳等）6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四三

60、、總線周期類型三、總線周期類型 PCI PCI 總線周期由當前被授權的主設備發(fā)起。總線周期由當前被授權的主設備發(fā)起。PCIPCI支支持任何主設備和從設備之間點到點的對等訪問，也支持任何主設備和從設備之間點到點的對等訪問，也支持某些主設備的廣播讀寫。持某些主設備的廣播讀寫。 6.5 HOSTHOST總線和總線和PCIPCI總線總線2022年6月2日星期四1 1、存儲器讀、存儲器讀/ /寫總線周期寫總線周期: : 以猝發(fā)式傳送為基本機制，依次猝發(fā)式傳送總線以猝發(fā)式傳送為基本機制，依次猝發(fā)式傳送總線周期通常由一個地址期和一個或幾個數(shù)據(jù)期組成。存周期通常由一個地址期和一個或幾個數(shù)據(jù)期組成。存儲器讀儲器