《计算机组成原理第三章总线.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理第三章总线.ppt（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第三章 系统总线,3.1 总线的基本概念,3.2 总线的分类,3.4 总线结构,3.5 总线控制,3.1 总线的基本概念,总线是连接各个部件的公共信息传输线，是 各个部件共享的传输介质，它能分时地发送与接收各部件的信息。总线特点：分时共享。,总线按功能和规范可分为三大类型：(1)片级总线把各种不同芯片连接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)的信息传输通路。(2)系统总线微机系统中各插件(模块)之间的信息传输通路。例如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路。（PCI总线 AGP总线）(3)外总线微机系统之间或微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置等)之间信息传输的通路，如EIA
2、 RS-232C、IEEE-488等。（ISA总线）,3.2 总线的分类,AGP图形总线：Accelerated Graphics Port加速图形端口,PCI总线：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group外部设备互连总线,ISA总线：Industry Standard Architecture工业标准结构,系统总线：,双向 与机器字长、存储字长有关,单向 与存储地址、I/O地址有关,有出 有入,计算机各部件之间 的信息传输线,存储器读、存储器写总线允许、中断确认,中断请求、总线请求,提问：,1、数据总线的条数为数据总线宽
3、度，若数据总线宽度8位,指令字长16位,则在CPU取指阶段,需要访存几次?,2、地址线的位数跟存储单元的个数有关吗？,3、如果地址线为20根，则存储单元个数为多少？,常见控制信号,时钟CLK复位RESET总线请求HOLD总线允许HLDA中断请求INTR中断确认INTA存储器写WR+M/IO存储器读RD+M/IOI/O读RD+M/IOI/O写WR+M/IO,通信总线,串行通信总线,并行通信总线,传输方式,3.2,1.双总线结构:面向 CPU 的,3.4,3.4 总线结构,2.单总线结构,3.4,3.双总线结构:以存储器为中心,3.4,4.三总线结构,3.4,5.三总线结构:又一形式,3.4,6.
4、四总线结构,3.4,例举：PCI 总线结构,3.4,4.多层 PCI 总线结构,3.4,3.5 总线控制,一、总线判优控制,总线判优控制,分布式,集中式,1.基本概念,链式查询,计数器定时查询,独立请求方式,2.链式查询方式,3.5,I/O接口1,3.计数器定时查询方式,I/O接口1,3.5,设备地址,4.独立请求方式,3.5,系统总线：,双向 与机器字长、存储字长有关,单向 与存储地址、I/O地址有关,有出 有入,计算机各部件之间 的信息传输线,存储器读、存储器写总线允许、中断确认,中断请求、总线请求,内容回顾：,四总线结构,3.4,总线控制-链式查询方式,3.5,I/O接口1,总线控制-计
5、数器定时查询方式,I/O接口1,3.5,设备地址,总线控制-独立请求方式,3.5,二、总线通信控制,1.目的,2.总线传输周期,多主模块申请，总线仲裁决定,主模块向从模块 给出地址 和 命令,主模块和从模块 交换数据,主模块 撤销有关信息,解决通信双方 协调配合 问题,3.5,由 统一时标 控制数据传送,充分 挖掘 系统 总线每瞬间 的 潜力,3.总线通信的四种方式,采用 应答方式，没有公共时钟标准,同步、异步结合,3.5,(1)同步式数据输入到总线（读命令）,3.5,同步式数据从总线输出（写命令）,3.5,例3.1 假设总线的时钟频率为100MHz,总线的传输周期为4个时钟周期,总线的宽度为
6、32位,试求总线的数据传输率.若想提高一倍的数据传输率,可采取什么措施?,例3.1 假设总线的时钟频率为100MHz,总线的传输周期为4个时钟周期,总线的宽度为32位,试求总线的数据传输率.若想提高一倍的数据传输率,可采取什么措施?,答:数据传输率=传输的数据量/传送的时间 f=100MHZ T=1/f=1*10-8秒 数据传输率=4B/(4*10-8)=100MBps若想提高一倍数据传输率,或者将数据总线宽度改为64位,或者将总线的时钟频率增加为200MHZ,不互锁,半互锁,全互锁,(2)异步通信（Handshaking）,3.5,例3.2 在异步串行传输系统中，假设每秒传输20个数据帧，其
7、字符格式规定包含1个起始位、7个数据位、1个奇校验位、一个终止位，试计算波特率,比特率。,例3.2 在异步串行传输系统中，假设每秒传输20个数据帧，其字符格式规定包含1个起始位、7个数据位、1个奇校验位、一个终止位，试计算波特率,比特率。,波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，单位用bps（位/秒）表示，记作波特。比特率：单位时间内传送二进制有效数据的位数，单位用bps表示。,例3.2 在异步串行传输系统中，假设每秒传输120个数据帧，其字符格式规定包含1个起始位、7个数据位、1个奇校验位、一个终止位，试计算波特率,比特率。,波特率：（1+7+1+1）*120=1200bps比特率：7*1
8、20=840bps 或者1200*（7/10）=840bps,例3.3 画图说明用异步串行传输方式发送十六进制数据95H。要求字符格式为：1位起始位，8位数据位，1位偶校验位，1位终止位。,例3.3 说明用异步串行传输方式发送十六进制数据95H。要求字符格式为：1位起始位，8位数据位，1位偶校验位，1位终止位。,起始位,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,校验位,停止位,(4)半同步通信,3.5,（同步、异步 结合）,以输入数据为例的半同步通信时序P65,T1 主模块发地址,T2 主模块发命令,T3 从模块提供数据,T4 从模块撤销数据，主模块撤销命令,3.5,上述三种通信的共同点,一个总线传输周期（以输入数据为例）,主模块发地址、命令,从模块准备数据,从模块向主模块发数据,总线空闲,3.5,占用总线,不占用总线,占用总线,总线的性能指标p46,数据线 的根数,每秒传输的最大字节数（MBs）,同步、不同步,地址线 与 数据线 复用,地址线、数据线和控制线的 总和,负载能力,并发、自动、仲裁、逻辑、计数,
