計(jì)算機(jī)組成原理第三章-資料下載頁
2025-05-12 16:36本頁面
【正文】 布式 集中式 鏈?zhǔn)讲樵? 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 獨(dú)立請求方式 集中控制優(yōu)先權(quán)仲裁方式 （公安交管部門） 將控制邏輯集中在 CPU等處 ,需要中央仲裁器 分布控制優(yōu)先權(quán)仲裁方式 （ 120急救車、軍車） 將控制邏輯分散在與總線連接的各個(gè)部件或設(shè)備上， 不需要中央仲裁器 自舉分布式仲裁 沖突檢測分布式仲裁 并行競爭分布式仲裁 2. 鏈?zhǔn)讲樵兎绞? 主要特點(diǎn) ： 總線授權(quán)信號 BG串行地從一個(gè) I/O接口傳送到下一個(gè) I/O接口。假如BG到達(dá)的接口無總線請求，則繼續(xù)往下查詢；假如 BG到達(dá)的接口有總線請求， BG信號便不再往下查詢，該 I/O接口獲得了總線控制權(quán)。離中央仲裁器最近的設(shè)備具有最高優(yōu)先級，通過接口的優(yōu)先級排隊(duì)電路來實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)點(diǎn) : 只用很少幾根線就能按一定優(yōu)先次序?qū)崿F(xiàn)總線仲裁，很容易擴(kuò)充設(shè)備。 缺點(diǎn) : 對詢問鏈的電路故障很敏感，如果第 i個(gè)設(shè)備的接口中有關(guān)鏈的電路有故障，那么第 i個(gè)以后的設(shè)備都不能進(jìn)行工作。查詢鏈的優(yōu)先級是固定的，如果優(yōu)先級高的設(shè)備出現(xiàn)頻繁的請求時(shí)，優(yōu)先級較低的設(shè)備可能長期不能使用總線。 控制線（ 3根） BS： 總線忙， BR： 總線請求， BG： 總線同意 2. 鏈?zhǔn)讲樵兎绞? 總 線 控 制 部 件 I/O接口 0 … BS BR I/O接口 1 I/O接口 n … BG 數(shù)據(jù)線 地址線 BS －總線忙 BR－總線請求 BG－總線同意 3. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式 主要特點(diǎn) ： 總線上的任一設(shè)備要求使用總線時(shí)，通過 BR線發(fā)出總線請求。中央仲裁器接到請求信號以后，在 BS線為“ 0”的情況下讓計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各設(shè)備。每個(gè)設(shè)備接口都有一個(gè)設(shè)備地址判別電路，當(dāng)?shù)刂肪€上的計(jì)數(shù)值與請求總線的設(shè)備地址相一致時(shí)，該設(shè)備 置“ 1” BS線，獲得了總線使用權(quán)，此時(shí)中止計(jì)數(shù)查詢。 優(yōu)點(diǎn)： 每次計(jì)數(shù)可以從“ 0”開始，也可以從中止點(diǎn)開始。如果從“ 0”開始，各設(shè)備的優(yōu)先次序與鏈?zhǔn)讲樵兎ㄏ嗤?，?yōu)先級的順序是固定的。如果從中止點(diǎn)開始，則每個(gè)設(shè)備使用總線的 優(yōu)先級相等 。 計(jì)數(shù)器的 初值也可用程序來設(shè)置 ，這可以 方便地改變優(yōu)先次序 。 對電路故障不 如鏈?zhǔn)讲樵?敏感 。 缺點(diǎn)： 增加控制線（設(shè)備地址線）數(shù)； 控制較復(fù)雜。 控制線（ log2n根） BS： 總線忙， BR： 總線請求，多了一組設(shè)備地址線，少了 BG 0 BS －總線忙 BR－總線請求 總 線 控 制 部 件 數(shù)據(jù)線 地址線 I/O接口 0 … BS BR I/O接口 1 I/O接口 n 設(shè)備地址 3. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式 計(jì)數(shù)器 設(shè)備地址線 1 主要特點(diǎn) ： 每一個(gè)共享總線的設(shè)備均有一對總線請求線 BRi和總線授權(quán)線 BGi。當(dāng)設(shè)備要求使用總線時(shí)，便發(fā)出該設(shè)備的請求信號。中央仲裁器中的排隊(duì)電路決定首先響應(yīng)哪個(gè)設(shè)備的請求，給設(shè)備以授權(quán)信號 BGi。 優(yōu)點(diǎn)： 響應(yīng)時(shí)間快，確定優(yōu)先響應(yīng)的設(shè)備所花費(fèi)的時(shí)間少，用不著一個(gè)設(shè)備接一個(gè)設(shè)備地查詢。 其次，對優(yōu)先次序的控制相當(dāng)靈活，可以預(yù)先固定也可以通過程序來改變優(yōu)先次序。 缺點(diǎn)： 控制線數(shù)量多。 控制復(fù)雜。 控制線（ 2n根） BR： 總線請求， BG： 總線同意 排隊(duì)器 4. 獨(dú)立請求方式 總 線 控 制 部 件 數(shù)據(jù)線 地址線 I/O接口 0 I/O接口 1 I/O接口 n … BR0 BG0 BR1 BG1 BRn BGn BG－總線同意 BR－總線請求 二、總線通信控制 目的 在爭奪總線使用權(quán)時(shí)，應(yīng)按各部件的優(yōu)先級來解決。 在通信時(shí)間上，應(yīng)按分時(shí)方式來處理。 即以獲得總線使用權(quán)的先后順序分時(shí)占用總線。 哪一個(gè)部件獲得使用權(quán)，此刻就由它傳送，下一部件獲得使用權(quán)，接著下一時(shí)刻傳送，這樣一個(gè)接一個(gè)輪流交替?zhèn)魉汀? 解決通信雙方 如何獲知傳輸開始和傳輸結(jié)束和 如何協(xié)調(diào)配合 的 問題。 2. 總線周期 ：完成一次總線操作的時(shí)間。 可分為 四個(gè)階段 ： 主模塊申請 ，總線仲裁決定 主模塊向從模塊 給出地址 和 命令 主模塊和從模塊 交換數(shù)據(jù) 主模塊 撤銷讀命令 從模塊撤銷數(shù)據(jù) 申請分配 階段 尋址 階段 傳數(shù) 階段 結(jié)束 階段 由 統(tǒng)一時(shí)標(biāo) 控制數(shù)據(jù)傳送 充分 挖掘 系統(tǒng) 總線每個(gè)瞬間 的 潛力 同步通信 異步通信 半同步通信 分離式通信 3. 總線通信的四種方式 采用 應(yīng)答方式 ，沒有公共時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn) 同步 、 異步結(jié)合 讀 命令 (1) 同步式數(shù)據(jù)輸入 T1 總線傳輸周期 T2 T3 T4 時(shí)鐘 地址 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) (2) 同步式數(shù)據(jù)輸出 T1 總線傳輸周期 T2 T3 T4 時(shí)鐘 地址 寫 命令 不互鎖 半互鎖 全互鎖 異步通信 主設(shè)備 從設(shè)備 請 求 回 答 單機(jī) 多機(jī) 網(wǎng)絡(luò)通信 (4) 半同步通信 同步 發(fā)送方 用系統(tǒng) 時(shí)鐘前沿 發(fā)信號 接收方 用系統(tǒng) 時(shí)鐘后沿 判斷、識別 （ 同步 、 異步 結(jié)合） 異步 允許不同速度的模塊和諧工作 增加一條 “等待”響應(yīng)信號 WAIT 以輸入數(shù)據(jù)為例的半同步通信時(shí)序 T1 主模塊發(fā)地址 T2 主模塊發(fā)命令 … T3 從模塊提供數(shù)據(jù) T4 從模塊撤銷數(shù)據(jù)，主模塊撤銷命令 Tw 當(dāng) 為低電平時(shí)，等待一個(gè) T WAITTw 當(dāng) 為低電平時(shí)，等待一個(gè) T WAIT 讀 命令 WAIT 地址 數(shù)據(jù) 時(shí)鐘 總線傳輸周期 T1 T2 TW TW T3 T4 (4) 半同步通信 （ 同步 、 異步 結(jié)合） 上述三種通信的共同點(diǎn) 一個(gè)總線傳輸周期（以輸入數(shù)據(jù)為例） ? 主模塊發(fā)地址 、命令 ? 從模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù) ? 從模塊向主模塊發(fā)數(shù)據(jù) 總線空閑 占用總線 不占用總線 占用總線 (5) 分離式通信 充分挖掘系統(tǒng)總線每個(gè)瞬間的潛力 主模塊 申請 占用總線 ，使用完后 即 放棄總線 的使用權(quán) 從模塊 申請 占用總線 ，將各種信 息送至總線上 一個(gè)總線傳輸周期 子周期 1 子周期 2 主模塊 1. 各模塊有權(quán)申請占用總線 分離式通信特點(diǎn) 充分提高了總線的有效占用 2. 采用同步方式通信，不等對方回答 3. 各模塊準(zhǔn)備數(shù)據(jù)時(shí)，不占用總線 4. 總線被占用時(shí)，無空閑
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