计算机组成原理（第六章 总线）

6.1.1+6.1.3总线概述

总线的分类

• 按数据的传输格式
  • 串行总线：一个比特一个比特的发送
    • 优点：只需要一条传输线，成本低，抗干扰能力强，广泛用于长距离传输，应用与计算机内部的时候可以减少布线空间
    • 缺点：在数据和和接收的时候，要进行拆卸和装配，要考虑串行和并行之间的转换
  • 并行总线：一次可以传多位
    • 优点：总线内的时序逻辑简单，电路易实现
    • 缺点：信号线多，占用更多的布线空间，远距离输出成本高，由于工作频率高，并行的信号线之间有严重的干扰
  • 并行总线的速度不一定有串行总线快
• 按总线的功能
  • 片内总线：CPU内部寄存器与寄存器之间，寄存器和ALU之间的公共连接线
  • 系统总线：计算机系统内各部件（CPU，主存，I/O接口）之间互相连接的总线
    • 数据总线（DB）：
      • 传输各部件之间的数据信息和指令和操作数
      • 位数
        • 机器字长：与机器字长相同，就一次可以取到CPU可以操作的最大数
        • 存储字长：与存储字长相同，就可以把在储存里的数一次取出来
        • 传输方向：双向
    • 地址总线（AB）：
      • 传输地址信息，包括主存单元或I/O端口的地址
      • 位数与主存地址空间大小和设备数量有关
      • 传输方向：单向（CPU发出）
    • 控制总线（CB）：
      • 一根控制线传输一个信号
        • 有出：CPU发出的控制信号
        • 有入：主存（或外设）返回对CPU的反馈
      • 单根控制总线是单向的
  • 通信总线：连接计算机和计算机之间
• 按时序分类
  • 同步总线
  • 异步总线

数据通路表示数据流经的路径，数据总线是承载的媒介

单总线结构

双总线结构

三总线结构

6.1.5总线的性能指标

• 总线周期：一次总线操作的时间

• 时钟周期：机器的时钟周期

• 工作频率：总线周期的倒数

• 时钟频率：时钟周期的倒数

• 总线宽度：总线上能同时传输的数据

• 总线带宽：总线的数据传输率

6.2.1+6.2.3总线的操作和定时

同步定时方式

异步定时方式

半步式通信

分离式通信