計算機(jī)組成原理第六章-在線瀏覽
2025-06-17 12:01本頁面
【正文】 b/s局域網(wǎng)）、視頻接口、圖形接口、 SCSI接口（支持本地磁盤驅(qū)動器和其他外設(shè)）、 Firewire接口（支持大容量 I/O設(shè)備）。 ? 通過橋 CPU總線、系統(tǒng)總線和高速總線彼此相連。 ? 多總線結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了高速、中速、低速設(shè)備連接到不同的總線上同時進(jìn)行工作，以提高總線的效率和吞吐量，而且處理器結(jié)構(gòu)的變化不影響高速總線。這種簡單的總線一般也由 50～ 100條線組成，這些線按其功能可分為三類：地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。即使后來增加了具有簡單仲裁邏輯的 DMA控制器以支持 DMA傳送，但仍不能滿足多 CPU環(huán)境的要求。其結(jié)構(gòu)與簡單總線相似，但一般是 32條地址線， 32或 64條數(shù)據(jù)線。 ? ? 中斷和同步總線：用于處理帶優(yōu)先級的中斷操 ? 公用線：包括時鐘信號線、電源線、地線、系統(tǒng)復(fù)位線以及加電或斷電的時序信號線等。 ? 右圖它是一個三層次的多總線結(jié)構(gòu)即有 CPU總線、 PCI總線和 ISA總線。 CPU PCI ISA 北 橋 南 橋 20 總線接口 一、信息的傳送方式 ? 計算機(jī)系統(tǒng)中，傳輸信息基本有三種方式： ? 串行傳送 ? 并行傳送 ? 分時傳送 ? 出于速度和效率上的考慮，系統(tǒng)總線上傳送的信息必須采用并行傳送方式。 21 總線接口 ? 串行傳送 ? 使用一條傳輸線，采用脈沖傳送。 ? 缺點就是速度慢。 ? 分時傳送 ? 總線復(fù)用或是共享總線的部件分時使用總線。 24 總線接口 ? 接口的典型功能：控制、緩沖、狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、整理、程序中斷。 25 【 例 2】 利用串行方式傳送字符（如圖），每秒鐘傳送的比特（ bit）位數(shù)常稱為波特率。每次總線操作，只能有一個主方，但是可以有多個從方。 ? 總線占用期：主方持續(xù)控制總線的時間。 27 總線的仲裁 一、集中式仲裁 ? 集中式仲裁有三種： ? 鏈?zhǔn)讲樵兎绞剑弘x中央仲裁器最近的設(shè)備具有最高優(yōu)先權(quán)，離總線控制器越遠(yuǎn)，優(yōu)先權(quán)越低。 ? 缺點：是對詢問鏈的電路故障很敏感，優(yōu)先級固定。中央仲裁器接到請求信號以后，在 BS線為 “ 0”的情況下讓計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各設(shè)備。 每次計數(shù)可以從 “ 0” 開始，也可以從中止點開發(fā)始。如果從中止點開始，則每個設(shè)備使用總線的優(yōu)級相等。 可方便的改變優(yōu)先級 。當(dāng)設(shè)備要求使用總線時，便發(fā)出該設(shè)備的請求信號。獨立請求方式的優(yōu)點是響應(yīng)時間快，即確定優(yōu)先響應(yīng)的設(shè)備所花費的時間少，用不著一個設(shè)備接一個設(shè)備地查詢。它可以預(yù)先固定，例如 BR0優(yōu)先級最高， BR1次之 …BRn 最低；也可以通過程序來改變優(yōu)先次序；還可以用屏蔽（禁止）某個請求的辦法，不響應(yīng)來自無效設(shè)備的請求。對優(yōu)先次序的控制也是相當(dāng)靈活的。當(dāng)它們有總線請求時，把它們唯一的仲裁號發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個仲裁器將仲裁總線上得到的號與自己的號進(jìn)行比較。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。 33 總線的仲裁 ? 分布式仲裁示意圖 34 總線的仲裁 （ 1）所有參與本次競爭的各主設(shè)備將設(shè)備競爭號 CN取反后打到仲裁總線 AB上，以實現(xiàn)“線或”邏輯。 （ 2）競爭時 CN與 AB逐位比較，從最高位（ b7）至最低位（ b0）以一維菊花鏈方式進(jìn)行，只有上一位競爭得勝者 Wi+1位為 1。若 Wi=0時，將一直向下傳遞，使其競爭號后面的低位不能送上 AB線。在競爭期間，由于 W位輸入的作用，各設(shè)備在其內(nèi)部的 CN線上保留其競爭號并不破壞 AB線上的信息。競爭期的時間要足夠，保證最慢的 35 一、總線定時 ? 總線的信息傳送過程：請求總線、總線仲裁、尋址、信息傳送、狀態(tài)返回。 ? 同步定時： ? 異步定時： 36 同步定時 37 異步定時 38 【 例 3】 某 CPU采用集中式仲裁方式，使用獨立請求與菊花鏈查詢相結(jié)合的二維總線控制結(jié)構(gòu)。每一根請求線可以被若干個傳輸速率接近的設(shè)備共享。請分析說明圖 39 40 解：從時序圖看出，該總線采用異步定時協(xié)議。 ? CPU按優(yōu)先原則同意后給出授權(quán)信號 BGi作為回答（ 2）。 ? CPU接到 SACK信號后下降 BG作為回答（ 4）。 ? 在設(shè)備用完總線后，下降 BBSY和 SACK（ 6） ? 釋放總線。此時需等待現(xiàn)行傳送結(jié)束，即現(xiàn)行主設(shè)備下降 BBSY信號后（ 7），新的主設(shè)備才能上升 BBSY， 41 二、總線數(shù)據(jù)傳送模式 ?
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