总线
# 总线的概念和结构形态
# 6.1.1 总线的基本概念
分类:内部总线、系统总线、I/O总线
特性
物理特性:总线的连接方式,例如总线的根数,插座的形状
电气特性:每一根线的传递方向和有效电平范围
时间特性:在什么时间有效,只有规定了有效的时序关系,才能正确使用
功能特性:每一根线的功能,如地址总线的宽度,数据总线的宽度 ,控制总线的宽度,能发出的各种控制信号,请求信号,仲裁信号
标准化:从ISA总线。EISA,VESA
衡量性能的重要指标:带宽,能达到的最高传输速率,单位是mb/s。受到驱动器、接收器等影响,达不到。带宽 = 数据量/总线时钟周期
# 总线的连接方式
外部设备不能直接连接CPU的原因:设备种类繁多,速度各异:通过接口(适配器)来连接
单总线结构
多总线结构:CPU与cache连接在高速CPU总线,主存连接在系统总线,通过桥,CPU总线、系统总线和高速总线彼此相连
# 总线的内部结构
早期总线结构,实际上是CPU芯片引脚的延伸,按功能可分为地址线(单向),数据线(双向),控制线(对每一根线来说是单向的,CPU对接口或者接口对CPU)。CPU是唯一的主控者,不满足多CPU,总线结构与CPU紧密相关,通用性
现代总线结构:CPU与它私有的cache作为一个模块与总线相连,允许多个这样的处理器模块
总线可分为
- 数据传送总线:由地址线、数据线、控制线组成,为了减少布线,64位数据的低32位常常与地址线复用
- 仲裁总线:包括总线请求线与总线授权线
- 中断和同步总线:包括中断请求线和中断认可线
- 公用线:包括时钟信号线,电源线,地线等
# 总线结构实例
Pentium,三层次的多总线结构,即CPU总线,PCI总线和ISA总线
CPU总线:链接着cache,主存CPU是主控者,必要时可以不是,可以看成是外部引脚的延伸
PCI总线:用于链接高速I/O设备,通过北桥与CPU总线相连。下面与低速的ISA相连(南桥)
ISA总线:用于与低速的I/O设备相连
# 6.2 总线接口
# 信息传送方式
传输信息采用三种方式:串行传送、并行传送和分时传送。为了效率,总线必须用并行
串行传送:采用位时间,8bit需要8个位时间,某个位时间有脉冲就代表1。成本低廉,只要一根线就能传输
并行传送:采用电位传送
分时传送:总线复用方式,必须划分时间片