计算机组成原理学习笔记——六、CPU总线
6.1 总线概述
总线的猝发传送方式:一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字;用时:传一个地址时间+传n个数据时间。
总线的一些概念
总线的工作频率:总线上各种操作的频率,为总线周期的倒数。实际上指一秒内传送几次数据。若总线周期 = N个时钟周期,则总线的工作频率 = 时钟频率 / N。
可应用于习题2、17、20
指令、操作数、中断类型号都可以在数据总线上传输;但握手(应答)信号属于通信联络控制信号,应该在控制总线上传输。
总线传输方式:猝发传输与并行传输
系统信息不是在公共通路(总线)上传送;
系统总线连接计算机中各个功能部件(如CPU、主存和I/O设备);
计算机使用总线结构便于增减外设,同时减少了信息传输线的条数。但相对于专线结构,其实际上也降低了信息传输的并行性以及信息的传输速度。
例题
主存通过总线的类型来识别信息是地址还是数据。类似的,通过指令周期区分数据和指令。
CPU的控制总线提供的控制信号包括时序信号、I/O设备和存储器的响应信号等。 不包括存储器和I/O设备的地址码。
并行总线传输不一定比串行总线快。
各总线通过桥接器相连,后者起流量交换作用;PCI-Express总线采用串行数据包传输数据。
6.2 总线仲裁
主要是链式查询、计数器定时查询以及独立请求方式。
注意:
总线忙信号是由获得总线使用权的设备发出的,不是总线控制器;计数器定时查询方式不需要总线同意信号线;
6.3 总线操作和定时
总线定时指的是主从设备交换数据时需要时间上配合关系的控制,它实质上是一种协议或规则,主要有同步和异步两种方式。
同步通信适用于总线长度较短及总线所接部件的存取时间比较接近的系统。
同步控制可用于CPU的控制,也可用于高速的外部设备控制。
异步通信完全依靠传送双方相互制约的“握手”信号来实现定时控制,传送操作是由双方按需求分配时间的。
异步通信方式中不互锁的速度最快。
6.4 总线标准
CRT:纯平显示器;
PCI、EISA、ISA均为并行总线。
小结:
为啥引进(解决I/O设备与主机之间连接的灵活性问题)->带来的好处(精简高效)->存在的问题(总线冲突)->问题解决方案(总线仲裁)