文档介绍：第六章第六章总线和总线标准总线和总线标准
§ 有关总线的基本概念有关总线的基本概念((重点重点))
§ 总线仲裁方法总线仲裁方法
§ 总线握手方法总线握手方法((重点重点))
§ PentiumPentium CPUCPU的典型总线时序的典型总线时序
§ PCPC系列微机中的常用标准总线系列微机中的常用标准总线
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有关总线的基本概念有关总线的基本概念
、
时钟周期的关系
第六章总线有关总线的基本概念_1 2
1、总线和总线模块
总线
总线是在模块与模块之间或者设备与设备之间传
送信息的一组公用信号线。(强调“公用性”)
总线:地址总线AB、数据总线DB、和控制总线CB
控制总线包括:
存储器和I/O操作的基本控制线、总线仲裁线、
总线握手线、中断操作控制线和DMA操作控制线。
总线设备/总线模块
主设备/主模块(亦称主控器,如CPU、DMAC等):
可以控制和管理总线操作,即具有主控权;
从设备/从模块:在主控器的控制下工作。
第六章总线有关总线的基本概念_2 3
2、总线操作和控制
CPU 存储器
CPU I/O端口
微机系统
CPU中断操作
操作种类
DMA操作
CPU内部寄存器操作
这些操作的本质就是通过总线交换信息,故
统称为总线操作。
注意:同一时刻、同一总线只允许一对模块
(即一主一从)进行信息交换。当多个主控器要
求使用总线时,需通过总线仲裁逻辑控制各主
控器分时占用总线。
第六章总线有关总线的基本概念_3 4
总线操作周期(数据传输周期):
一对主/从模块之间完成一次信息交换所需的时间。
总线请求与仲裁(占用总线)
总
总线操作周期寻址线
(总线握手控制) 仲
的四个阶段传数裁
结束(释放总线)
总线操作控制包括总线仲裁和总线握手:
总线仲裁:合理地控制和管理占用总线的请求源,
确定总线主控器,即控制占用权,防止总线冲突;
总线握手:主控器取得总线权后,控制与数据传输
相关的应答信号,实施正确寻址和可靠传数。
第六章总线有关总线的基本概念_4 5
3、总线的功能和性能指标
总线组成及功能:
用于数据交换(写入/读出),
数据总线DB
为双向总线。
用于指定数据送往或来自何处,
地址总线AB
为主控器驱动的单向总线。
读写控制线
因CPU型号的不同而
总线判决线
不同,正是由于CB的
控制总线CB 数据握手线
不同决定了各种CPU
中断控制线
不同的接口特点。
DMA控制线
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总线的主要性能指标
总线带宽:单位时间内可传送的数据量(MB/s);
总线位宽:总线上能同时传送的数据位数为
1、8、16、32、64位;
总线工作频率: 控制总线操作周期的时钟
信号频率(MHz)。
总线带宽与总线位宽、工作频率的关系:
总线带宽(MB/s) =总线位宽×总线工作频率
第六章总线有关总线的基本概念_6 7
4、总线周期与指令周期、时钟周期的关系
一条指令从取指开始至执行完毕所需的
指令周期
三时间。通常由若干个总线周期组成。
种
周主控器对内存或I/O端口完成一次读/写
期总线周期操作所需的时间。一个总线周期通常由
的
内两个或多个时钟周期T组成。
涵
时钟周期计算机定时工作的最小时间单位,
主频的倒数。通常称之为一个T状态。
三种周期大小关系:
指令周期≥总线周期≥时钟周期
第六章总线有关总线的基本概念_7 8
总线仲裁方法
为什么要进行总线仲裁及怎样仲裁?
没有总线仲裁,容易产生总线冲突。
在多个总线主控器同时提出总线请求时,以一定
的优先算法确定哪个应获得对总线的控制权。
确保任何时刻同一总线上最多只能有一个主控器
控制总线,不允许多个主控器同时占用总线。
常见的总线仲裁方法:
◆"菊花链"仲裁(串行仲裁)
◆并行仲裁
◆并串行二维仲裁
下节
第六章总线总线仲裁方法 9
1、“菊花链”仲裁(串行仲裁)
“菊花链”仲裁法包括二线菊花链、三线菊花链、
四线菊花链。实际中以三线菊花链应用最广。
三线菊花链仲裁原理图(见教材P245)
总线
BG BGOUT1 BGOUT2
总线 C C … C
BGIN 1 BGIN 2