第4章總線技術(shù)與總線標準(編輯修改稿)
2025-03-08 08:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 總線上各個設(shè)備都有總線仲裁模塊 二． 當任何一個設(shè)備申請總線，置“總線忙”狀態(tài)，以阻止其他設(shè)備同時請求 26 IN OUT 主設(shè)備 1 IN OUT 主設(shè)備 2 IN OUT 主設(shè)備 3 IN OUT 主設(shè)備 4 IN OUT 主設(shè)備 5 總線請求 總線忙 +5V 仲裁線 總線 27 總線操作與時序 一． 總線操作 ：計算機系統(tǒng)中，通過總線進行信息交換的過程稱為總線操作 二． 總線周期 ：總線設(shè)備完成一次完整信息交換的時間 1. 讀 /寫存儲器周期 2. 讀 /寫 IO口周期 3. DMA周期 4. 中斷周期 三． 多主控制器 系統(tǒng)，總線操作周期一般分為 四個階段 1. 總線請求及仲裁階段、尋址階段、傳數(shù)階段和結(jié)束階段 四． 單個主控制器系統(tǒng)，則只需要尋址和傳數(shù)兩個階段 總線主控制器的作用 一． 總線系統(tǒng)的資源分配與管理 二． 提供總線定時信號脈沖 三． 負責總線使用權(quán)的仲裁 四． 不同總線協(xié)議的轉(zhuǎn)換和不同總線間數(shù)據(jù)傳輸?shù)木彌_ 28 29 總線時序 一． 總線時序 是指總線事件的協(xié)調(diào)方式，以實現(xiàn)可靠的尋址和數(shù)據(jù)傳送 二． 總線時序類型 1. 同步 ：所有設(shè)備都采用一個統(tǒng)一的時鐘信號來協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的定時關(guān)系 2. 異步 ：依靠傳送雙方互相制約的握手 (handshake)信號來實現(xiàn)定時控制 3. 半同步 ：具有同步總線的高速度和異步總線的適應(yīng)性 30 同步并行總線時序 一． 特點 1. 系統(tǒng)使用 同一時鐘信號 控制各模塊完成數(shù)據(jù)傳輸 2. 一般一次讀寫操作可在一個時鐘周期內(nèi)完成，時鐘前、后沿分別指明總線操作周期的開始和結(jié)束 3. 地址、數(shù)據(jù)及讀 /寫等控制信號可在時鐘沿處改變 二． 優(yōu)點： 電路設(shè)計簡單，總線帶寬大，數(shù)據(jù)傳輸速率快 三． 缺點： 時鐘以最慢速設(shè)備為準，高速設(shè)備性能將受到影響 同步時鐘 地址信號 數(shù)據(jù)信號 控制信號 延時 31 異步并行總線時序 一． 特點：系統(tǒng)中可以 沒有統(tǒng)一的時鐘源 ，模塊之間依靠各種聯(lián)絡(luò)（握手）信號進行通信，以確定下一步的動作 二． 優(yōu)點： 全互鎖方式可靠性高，適應(yīng)性強 三． 缺點： 控制復(fù)雜，交互的聯(lián)絡(luò)過程會影響系統(tǒng)工作速度 地址信號 數(shù)據(jù)信號 主設(shè)備 聯(lián)絡(luò)信號 從設(shè)備 聯(lián)絡(luò)信號 ① ③ ② ① 準備好接收 （ M發(fā)送地址信號） ③ 已收到數(shù)據(jù) （ M撤銷地址信號） ④ ④ 完成一次傳送 （ S撤銷數(shù)據(jù)信號） ② 已送出數(shù)據(jù) （ S發(fā)送數(shù)據(jù)信號） 32 半同步并行總線時序 一． 特點：同時使用主模塊的 時鐘信號 和從模塊的 聯(lián)絡(luò)信號 二． 優(yōu)點： 兼有同步總線的速度和異步總線的可靠性與適應(yīng)性 ?Ready信號可作為慢速設(shè)備的異步聯(lián)絡(luò)信號 ?CLK信號作為快速設(shè)備的同步時鐘信號 總線標準 一． 總線標準包括： 1. 邏輯規(guī)范：邏輯信號電平 2. 時序規(guī)范 3. 電氣規(guī)范 4. 機械規(guī)范 5. 通信協(xié)議 33 ATA（ Advanced Technology Attachment） SCSI （ Small Computer System Interface ） 16位的 PC/AT（ ISA）總線 32位的 PC386（ EISA）總線 32位或 64位的 PCI局部總線 VXI、 IEEE488(GPIB) 常用總線分類 一． 串行總線 二． 并行總線 RS23 USB、 139 SPI、現(xiàn)場總線 SATA、 SAS 系統(tǒng)外總線 系統(tǒng)內(nèi)總線 常見總線分類 總線 類型 數(shù)據(jù)傳送格式 時序控制方式 支持 PnP (即插即用 ) 位置分類 PCI 并行 同步 PnP 系統(tǒng)內(nèi)總線 ISA 并行 同步 不支持 系統(tǒng)內(nèi)總線 USB 串行 同步或異步 PnP, 熱插拔 系統(tǒng)外總線 SPI 串行 同步 不支持 系統(tǒng)外總線 I2C 串行 同步 不支持 系統(tǒng)外總線 RS232 RS422 RS485 串行 異步 不支持 系統(tǒng)外總線 36 SoC的片內(nèi)總線 一． 片上總線特點 1. 簡單高效 ① 結(jié)構(gòu)簡單：占用較少的邏輯單元 ② 時序簡單：提供較高的速度 ③ 接口簡單：降低 IP核連接的復(fù)雜性 2. 靈活，具有可復(fù)用性 ① 地址 /數(shù)據(jù)寬度 可變、 互聯(lián)結(jié)
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