第4章總線技術(shù)與總線標準-文庫吧資料
2025-02-22 08:21本頁面
【正文】 I總線信號包括地址信號、數(shù)據(jù)信號、接口控制信號、錯誤報告信號、仲裁信號和系統(tǒng)信號 2. 可選的 PCI總線信號包括 64位總線擴展信號、接口控制信號、中斷信號、 Cache支持信號和邊界掃描信號 39 PCI總線架構(gòu) 一． PCI總線是多層次總線 40 PCI總線插座示意圖 一． 根據(jù)電源電壓和位數(shù)不同分為 4種 二． 長插槽 188針，短插槽 124針 41 PCI插槽實物照片 42 PCI總線信號 43 44 異步串行通信總線 一． 串行總線上的信息則按位傳輸，通常只需 1根或 2根數(shù)據(jù)線， 沒有地址總線、控制總線 二． 采用差分信號 (differential signal)傳輸技術(shù) 三． 具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等優(yōu)點 四． 高速串行總線的三大特征 1. 差分信號傳輸 2. 以數(shù)據(jù)包形式傳送信息 (地址、數(shù)據(jù)、命令 ) 3. 點對點通信 五． 串行通信的通信方式、距離、速率、差錯控制、傳輸方式 COM口 RS23 RS485 串行通信接口 USB接口 SPI/QSPI 串行擴展接口 I2C Microwire 45 串行數(shù)據(jù)的通信方式 一． 單工 二． 半雙工 三． 雙工 四． 多工 串行數(shù)據(jù)的傳輸速率 并行數(shù)據(jù)的傳送速率可用 總線帶寬（ MB/s） 來表示，而串行數(shù)據(jù)的傳送速率可以有兩種表示方式： ① 比特率（ bits/s） ② 波特率（ baut/s ） 波特率描述了硬件性能，它與比特率的關(guān)系是： ?基波傳送方式下 ?載波傳送方式下 如某相位調(diào)制系統(tǒng)中可能發(fā)送的相位狀態(tài)有 0（代表數(shù)據(jù)“ 00” ）、 π/2 （代表數(shù)據(jù)“ 01” ）、 π （代表數(shù)據(jù)“ 10” ）、3π/2 （代表數(shù)據(jù)“ 11” ）四種，則通信線路的相位狀態(tài)每改變一次將送出兩位數(shù)據(jù)，這時比特率＝ 2 波特率。 1. 總線速率 =總線時鐘頻率 /總線周期數(shù) 2. 總線周期數(shù)：總線傳送一次數(shù)據(jù)所需的時鐘周期數(shù) ① 有些幾個周期才能傳輸 1個數(shù)據(jù) 四． 總線帶寬：總線每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù) 五． 同步方式 六． 總線負載能力 19 20 總線帶寬 一． 總線帶寬 (bus band width) 表示單位時間內(nèi)總線能傳送的最大數(shù)據(jù)量（ bps/Bps） 二． 用“ 總線速率 總線位寬 /8=時鐘頻率 總線位寬/(8 總線周期數(shù) )”表示 三． 總線位寬： 數(shù)據(jù)信號線的數(shù)目，同一時刻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù) 例 一． CPU的前端總線 (FSB)頻率為 400MHz或 800MHz，總線周期數(shù)為 1/4(即 1個時鐘周期傳送 4次數(shù)據(jù) )，位寬為64bit 1. 則 FSB的帶寬為 400 64/(8 1/4)=2. 或 800 64/(8 1/4)=二． PCI總線的頻率為 ，位寬為 32位或 64位，總線周期數(shù)為 1 1. 則 PCI總線的帶寬為： 32/8=133MB/s 2. 或 64/8=266MB/s 21 22 總線仲裁 一． 總線仲裁 (arbitration)也稱為總線判決，根據(jù)連接到總線上的各功能模塊所承擔任務(wù)的輕重緩急，預先或動態(tài)地賦予它們不同的使用總線的優(yōu)先級， 當有多個模塊同時請求使用總線時 ，總線仲裁電路選出當前優(yōu)先級最高的那個，并賦予總線控制權(quán) 二． 其目的是合理地控制和管理系統(tǒng)中 多個主設(shè)備的總線請求 ，以避免總線沖突 三． 分布式 (對等式 )仲裁 1. 控制邏輯分散在連接于總線上的各個部件或設(shè)備中 2. 協(xié)議復雜且昂貴，效率高 四． 集中式 (主從式 )仲裁 1. 采用專門的控制器或仲裁器 2. 總線控制器或仲裁器可以是獨立的模塊或集成在 CPU中 3. 協(xié)議簡單而有效，但總體系統(tǒng)性能較低 特點：各主控模塊共用請求信號線和忙信號線，其優(yōu)先級 別由其在鏈式允許信號線上的位置決定； 優(yōu)點：具有較好的靈活性和可擴充性； 缺點：主控模塊數(shù)目較多時，總線請求響應(yīng)的速度較慢； 菊花鏈（串行）總線仲裁 主控模塊 1 主控 模塊 2 主控模塊 N 允許 BG 請求 BR 忙 BB 總線仲裁器 …… 特點：各主控模塊有獨立的請求信號線和允許信號線，其 優(yōu)先級別由總線仲裁器內(nèi)部模塊判定； 優(yōu)點：總線請求響應(yīng)的速度快； 缺點：擴充性較差； 并行仲裁 主模塊 1 主模塊 2 主模塊 N 允許 BG 請求 BR 忙 BB 總線仲裁器 …… 25 串并行二維仲裁 從下一設(shè)備 主模塊 1 主模塊 2 主模塊 3
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