計算機組成與系統(tǒng)結構 完整課件第6章

第六章系統(tǒng)總線第一節(jié)基本概念第二節(jié)總線控制第三節(jié)總線接口第四節(jié)總線標準第一節(jié)基本概念一、總線的分類物理特性電纜式、主板式、背板式功能特性芯片級、板級、系統(tǒng)級電氣特性單端方式與差分方式二、信息傳輸方式1.串行傳輸波特率與比特率同步與異步2.并行傳輸猝發(fā)式3.復合傳輸（總線復用）4.消息傳輸（如RamLink,PCI,SCSI）三、同步方式1.同步通信 串行同步：信號編碼 并行同步：專用時鐘信號線 優(yōu)點：時序關系簡單，實現(xiàn)簡單。 缺點：在設備速度不一致時按最壞情況確定，不能太長（時鐘相移）。 實例：EIDE硬盤接口2.異步通信串行異步通信：起始檢測并行異步通信：握手信號非互鎖：2.異步通信(續(xù))全互鎖：（四邊沿協(xié)議）2.異步通信(續(xù))3.半同步方式例對于具有圖示的操作時序的總線，試計算總線的數(shù)據(jù)傳輸速率，假設總線上傳輸?shù)拿總€字為32位，總線時鐘頻率為50MHz。解：從圖中可見，該總線在5個時鐘周期內傳輸了一個數(shù)據(jù)字。總線的數(shù)據(jù)傳輸帶寬為:1/5=0.2(字/時鐘周期)或者50×106×4×0.2=40×106(字節(jié)/秒)第二節(jié)總線控制主模塊與從模塊總線事務請求裁決地址數(shù)據(jù)釋放。一、總線請求和裁決1.集中式裁決 鏈式查詢一、總線請求和裁決1.集中式裁決計數(shù)器定時一、總線請求和裁決1.集中式裁決獨立請求一、總線請求和裁決2.分布式裁決二、控制算法裁決算法： 1.靜態(tài)優(yōu)先級：如從0計數(shù) 2.平等算法：如連續(xù)計數(shù) 3.動態(tài)優(yōu)先級：如LRU 4.先來先服務：FIFO釋放算法： 1.用完時釋放 2.申請時釋放 3.搶占時釋放第三節(jié)總線接口為什么要用總線接口？一、串行總線接口通用異步接收器/發(fā)送器(UART)：串行接收方式1.起始位檢測：m倍取樣2.數(shù)據(jù)位取樣：隔m個采樣周期后取樣一次，共n次3.停止位檢測：隔m個采樣周期后取樣并檢測接口結構出錯標志 1.奇偶錯誤 2.幀錯誤 3.溢出(丟失)錯誤(overrunerror)串行接口實例：EIA-232二、并行總線接口功能部件。 1.系統(tǒng)時鐘驅動器。 2.電壓控制模塊。 3.總線主設備。 4.總線從設備。 5.總線請求部件。 6.中斷處理部件。 7.總線仲裁器。 8.中斷部件。第四節(jié)總線標準

——PCI總線

（peripheralComponentInterfaceBus)1.主要特點 采用猝發(fā)傳輸方式 速度較高 64可擴展 隱含式裁決 可靠性高（對地址、命令和數(shù)據(jù)都進行檢查） 三個地址空間（內存、I/O和配置） 自動配置2.信號定義

AD[31:0] 地址/數(shù)據(jù)

C/BE[3:0] 命令/字節(jié)許可

PAR 校驗

FRAME# 成幀

TRDY# 目標就緒

IRDY# 始發(fā)就緒

STOP# 目標設備請求停止

DEVSEL# 設備選擇

IDSEL 始發(fā)設備選擇

REQ# 總線請求

GNT# 總線許可

CLK 系統(tǒng)時鐘

RST# 系統(tǒng)復位

D[63:32] 數(shù)據(jù)

BE#[7:4] 字節(jié)允許

PAR64 高字校驗

REQ64# 請求64位傳輸

ACK64# 確認64位傳輸

LOCK# 資源封鎖（設備獨占）

PERR# 校驗錯

SERR# 系統(tǒng)錯

SBO# 偵測退出(snoopbackoff)，

命中了一個修改過的塊

SDONE 偵測完成，探測結果為“干凈”

TDI 測試輸入

TDO 測試輸出

TCK 測試時鐘

TMS 測試模式選擇

TRST# 測試復位

INTA# 中斷請求3.命令定義4.傳輸操作時序5.PCI的發(fā)展（1）66MHz時鐘。在PCI2.1中允許總線以最高66MHz的時鐘工作。PCI規(guī)范2.1版定義了66MHz速度下的操作。在64位的66MHz總線中，可達到的最大數(shù)據(jù)流量是8B×66M/s=528MB/s（2）CompactPCI。CompactPCI是PCI工業(yè)