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一组能够为多个部件分时共享的公共信息传送线路
。分时和共享
是总线的两个特点
。指同一时刻只允许有一个部件向总线发送消息
,若系统中有多个部件,则它们只能分时地向总线发送信息。总线上可以挂接多个部件,各个部件之间互相交换的信息都可通过这组线路分时共享
。在某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息,但多个部件可同时从总线上接收相同的信息。主设备和从设备
两种。对总线拥有控制权
的设备;从设备指被主设备访问的设备
,只能响应从主设备发来的各种总线命令。机械特性
——尺寸、形状,电气特性
——传输方向和有效的电平范围,功能特性
——每根传输线的功能,时间特性
——信号和时序的关系。一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式
,称为猝发传送
。片内总线、系统总线和通信总线
。CPU 芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与 ALU 之间的公共连接线
。CPU、主存、I/O 接口之间
相互连接的总线。数据总线、地址总线和控制总线
。数据信息
,是双向传输总线
,位数与机器字长、存储字长有关
。指出数据总线上的源数据或目的数据所在的主存单元或 I/O 端口的地址
,是单向传输总线
,地址总线大小与主存地址空间
的大小有关
。传输控制信号
,如 CPU 送出的控制命令和主存或外设返回 CPU 的反馈信号。各个功能部件通过数据总线连接形成的数据传输路径称为数据通路;数据通路表示的是数据流经的路径,而数据总线是承载的媒介
。计算机系统之间或计算机系统与其它系统——远程通信设备、测试设备之间传送信息的总线
,通信总线也称外部总线
。同步总线和异步总线
;按数据传输格式分为并行总线和串行总线
。单总线结构、双总线结构和三总线结构
等。将 CPU、主存、I/O 设备挂在一组总线上
,允许 I/O 设备之间、I/O 设备与主存之间直接交换信息,CPU 与 主存、CPU 与外设之间可直接进行信息交换,而无须经过中间设备。 结构简单,成本低,易于接入新的设备
;带宽低、负载重,多个部件只能争用唯一的总线,且不支持并发传送操作
。 注意:单总线的“单”,不是指只有一根信号线,而是指只有一组信号线(地址、数据和控制总线)
主存总线和 I/O 总线
。主存总线用于在 CPU、主存和通道之间传输数据;I/O 总线用于在多个外设与通道之间进行数据传输。 将低速的 I/O 设备从单总线中分离,实现存储器总线和 I/O 总线的分离
。需要增加通道等硬件设备
。主存总线、I/O 总线和直接内存访问(DMA)总线
来构成新系通路。主存总线用于在 CPU 和内存之间传输地址、数据和控制信息;I/O 总线用于在 CPU 和各类外设之间通信;DMA 用于在内存和高速外设之间直接传送数据。 提高 I/O 的性能,更快响应命令,提高系统吞吐量
。系统工作效率低
。一次总线操作所需的时间
,包括申请阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段,检测总线周期。总线周期通常由若干总线时钟周期构成。机器的时钟周期
;计算机内部有一个统一的时钟,计算机的部件都受该时钟控制。总线上各种操作的频率,为总线周期的倒数
。实际上指 1 秒内传送几次数据。若总线周期 = N 个时钟周期,则总线的工作频率 = 时钟频率/N
。机器的时钟频率
,为时钟周期的倒数。总线位宽
,指总线上能同时传送的数据的位数
,通常指数据总线的根数,如 32 根称为 32 为数据总线。单位时间内总线上可传输数据的位数
,通常用每秒传送信息的字节数来衡量,单位可用字节/秒表示。总线带宽 = 总线工作频率=(总线宽度/8)一种信号线在不同时间传送不同信息
,因此可以使用较少的线传送更多的信息,节省空间和成本
。地址总线、数据总线和控制总线 3 种总线数的总和
。
总线最主要的性能指标是总线宽度、总线频率、总线带宽
,总线带宽是总线本身所能达到的最高传输速率,是衡量总线性能的重要指标,有如下关系:
总线带宽=总线宽度*总线频率
,例如:
总线频率=22MHz,总线宽度=16 位,则总线带宽 = 22x(16/8) = 44 MB/s。
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