精华内容
下载资源
问答
  • 总线判优控制
    千次阅读 多人点赞
    2021-11-21 21:15:02

    什么是总线判优

    总线判优:也叫总线仲裁,总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时,通过总线控制线,按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。

    为什么需要总线判优

    因为总线传输的特点就是在某一时刻,只允许一个部件向总线发送信息,如果有两个以上的部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突传输无效,故需用判优来解决。

    判优方式

    判优方式分为:集中式分布式
    其中集中式又分为链式查询方式计数器定时查询方式独立请求方式三种

    链式查询方式
    解析:BS -总线忙 BR-总线请求 BG-总线同意
    总线同意信号BG是串行地从一个I/O接口送到下一个I/O接口。如果BG到达的接口有总线请求,BG信号不再往下传,意味着该接口获得了总线使用权,并建立总先忙BS信号,表示它占用了总线。
    优先级:离总线控制部件最近的设备有最高的优先级

    特点:连接简单,易于扩充设备,但是对电路故障敏感,而且优先级低的设备获得请求很难。

    更多相关内容
  • 总线判优控制

    千次阅读 2018-10-09 17:17:30
    总线判优控制:集中式 和 分布式 集中式分为: 链式查询——结构最简单 集中式又可分为:计数器定时查询 独立请求方式   链式查询方式:(类比编程的链表) BS--总线忙 BR--总线请求 BG--总线允许 (BUS...

    基本概念

    • 主设备(模块): 对总线有控制权
    • 从设备(模块):响应从主设备发来的总线命令

     

    • 总线判优控制:集中式 和 分布式

    集中式分为:

    链式查询——结构最简单

    集中式又可分为:计数器定时查询

    独立请求方式

     

    • 链式查询方式:(类比编程的链表)

    BS--总线忙

    BR--总线请求

    BG--总线允许

    (BUS总线、Grant允许、Request请求、state状态)

     

    缺点:

    优先级低的I/O设备提出占用总线的请求可能一直得不到回复

    对电路设备故障特别敏感,一个坏了,后面的都不能继续往下查找

    速度比较慢

     

    优点:

    结构比较简单

    可用于微型计算机和简单的嵌入式工程

    进行可靠性设计比较容易实现

     

     

    • 计数器定时查询方式:(类比编程的数组)

    总线控制部件里面有一个计数器,仍然有BS、BR,但是没有了BG

    (循环查找)

     

    对各个部件、接口查询快

    优先级顺序灵活性加强

     

    速度比较慢

     

     

    • 独立请求方式:(点对点的方式)

    前两种都是按顺序查找的,所以速度都比较慢。因此人们造出独立请求方式的判优控制,在总线

    控制部件里面有一个排队器,优先级高的优先获得应答,获得占用总线的使用权。但是这种方法用的线数比较多。

    展开全文
  • 基本概念总线判优控制链式查询计数器查询独立请求方式 总线通信控制同步通信异步通信不互锁方式半互锁方式全互锁方式波特率 半同步通信(同/异步结合)分离式通信 系列文章 基本概念 定义 总线上有多个部件,...

    文章目录

    基本概念

    定义
    总线上有多个部件,所以需要总线控制器统一管理

    何时何部件发送信息
    如何给信息传送定时
    如何防信息丢失
    如何避免多个部件的同时发送
    ...
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    分类

    • 总线判优控制(仲裁控制)
    • 通信控制

    总线判优控制

    基本概念
    总线判优控制可分为集中式和分布式两种,前者将控制逻辑集中在一处(如在 CPU中),后
    者将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上。

    主设备(模块):

    对总线有控制权,启动在总线上的信息传送
    
     
    • 1

    从设备(模块):

    只能响应从主设备发来的总线命令,没有控制权
    
     
    • 1

    为何判优

    假如某主设备欲与某从设备进行通信
    首先主设备发出总线请求信号
    但是若此时有多个主设备同时要使用总线
    那此时如何决定哪个主设备获得使用权呢?
    所以总线的判优控制就应运而生了
    它可以按一定的优先等级顺序分配使用权
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6

    分类
    总线判优控制

    • 集中式
      链式查询
      计数器定时查询
      独立请求方式
      
         
      • 1
      • 2
      • 3
    • 分布式

    链式查询

    链式查询图解
    在这里插入图片描述
    文字叙述:

    # BS,BR,BG代表了总线的3种状态信号(忙,请求,同意)
    如果BG信号到达的接口有BR信号
    那么BG信号就不再往下传了
    意味着该接口获得了总线使用权
    于是发出BS信号,表示总线已被占用
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    在查询链中离总线控制器最近的部件具有最高优先权,离总线控制器越远,优先权越低。

    特点

    链式查询通过接口的优先权排队电路实现
    结构简单,易扩充设备(优点)
    速度慢,需要一直向下查询,对电路故障特别敏感(缺点)
    优先级别低的设备可能很难获得请求(缺点)
    最不稳定(缺点)
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    计数器查询

    计数器查询图解
    在这里插入图片描述
    文字叙述:

    #与链式查询相比
     多了设备地址线
     少了同意总线BG
    #判优流程
     总线控制部件接收到BR信号
     在BS=0时(总线未被占用)
     总线控制部件的计数器开始计数
     且通过设备地址线向各设备发一组地址信号
     当某个请求占用总线的设备地址与计数值一致时
     终止计数查询
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10

    注:
    如果计数器的初值是0,则各部件的优先次序与链式查询法相同。
    如果从中止点开始,则每个设备使用总线的优先级相等
    特点

    计数器初值可用程序设置,方便改变优先次序
    代价:增加了控制线数
    
     
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述

    独立请求方式

    独立请求方式图解
    在这里插入图片描述
    文字叙述:

    #在独立请求方式中
     每一个共享总线的部件均有一队控制线
         总线请求BR(i)
         总线同意BG(i)
    #p判优流程
     当某个部件发出BR(i)信号时
     总线控制器中有排队电路
     可据此优先次序决定首先响应哪个部件的BR(i)
     然后给该部件发回BG(i)
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9

    特点

    响应时间快,对优先次序的控制相当灵活(优点) 
    代价:增加了控制线数
    
     
    • 1
    • 2

    总线通信控制

    定义
    总线控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束,以及通信双方如何协调如何配合.
    基本概念
    在总线的共享中,在竞争总线使用权时,按部件的优先等级分配;而在通信时间上,则按照分时方式处理.
    分时方式:

    #以获得总线使用权的先后顺序分时占用总线
    即哪个部件获得使用权
    此时刻就由该部件传送
    等其下一部件获得使用权后
    接着下一时刻传送
    (轮流交替传送)
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6

    总线周期

    申请分配阶段: 主模块申请,总线仲裁决定
    寻址阶段: 主模块向从模块发出地址和命令
    传数阶段: 主模块和从模块交换数据
    结束阶段: 主模块撤销有关信息
    # 设备=模块
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    在这里插入图片描述

    同步通信

    定义
    通信双方由统一时标控制数据传送成为同步通信

    同步数据输入
    在这里插入图片描述
    附注:
    在这里插入图片描述
    同步数据输出
    在这里插入图片描述
    附注:
    在这里插入图片描述
    注:
    同步通信采用速度最慢的那个模块作为标准,即使有关模块的速度比较快,也要按照最慢的模块进行设置。
    一般应用在总线长度比较短,并且各个模块的存取时间比较一致的情况下,使用同步式传输数据。
    特点

    优点:具有较高的传输效率,可靠性较高
    缺点:所有模块都强求速度一致的同一时限,设计缺乏灵活性
    
     
    • 1
    • 2

    异步通信

    定义
    异步通信克服了同步通信的缺点,允许各模块速度的不一致性,给设计者充分的灵活性.
    没有公共的时钟标准.也不要求所有部件严格的统一操作时间,而是采用应答模式(又称握手模式)
    应答模式:

    即当主模块发出请求(Request)时
    得等到从模块反馈回来响应(Acknowledge)信号后
    才开始通信
    #要求:
     主、从模块之间增加两条应答线(握手交互信号线 Handshaking)
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    分类
    异步通信得应答方式可分为:

    • 不互锁
    • 半互锁
    • 全互锁

    在这里插入图片描述

    不互锁方式

    通信流程

    # 主模块
    主模块发出请求信号后
    不用等待来自从模块得响应信号
    而是经过一段时间
    确认从模块已收到请求信号后
    便撤销其请求信号
    # 从模块
    从模块接收到请求信号后
    在条件允许时发出回答信号
    并且通过一段时间
    确认主模块已收到回答信号后
    自动撤销回答信号
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12

    实例
    在CPU向主存写信息时,CPU要先后给出地址信号、写命令以及写入数据,即采用的是不互锁的方式.

    缺点:
    有可能出现主设备发出的请求未至从设备,或者从设备发出的响应未置主设备的情况

    半互锁方式

    概念
    当一方存在互锁关系,另一方不存在互锁关系,则称为半互锁方式.
    缺点:有可能导致“请求”信号一直保持高电平
    通信流程

    # 主模块(有互锁关系)
    主模块发出请求信号
    必须等接收到来自从模块得回答信号后
    才能撤销其请求信号
    # 从模块
    从模块接收到请求信号后
    发出回答信号
    不用确认主模块请求信号已是否已撤销
    而是隔一段时间后
    自动撤销回答信号
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10

    实例
    在多机系统中,某个CPU需要访问共享存储器(供所有CPU访问的存储器)时,该CPU发出访存命令后,必须收到存储器未被占用的回答信号后,才能真正进行访存操作.

    全互锁方式

    通信流程

    # 主模块(有互锁关系)
    主模块发出请求信号
    必须等接收到来自从模块得回答信号后
    才能撤销请求信号
    # 从模块(有互锁关系)
    从模块发出回答信号
    必须等主模块请求信号已撤销后
    再撤销其回答信号
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8

    实例
    在网络通信中,通信双发即采用的全互锁方式.

    波特率

    异步通信可用于

    • 并行传送
    • 串行传送

    异步串行通信的数据传送速率用波特率衡量.
    波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数,单位用bps(位每秒),记作波特.

    例题1
    在异步串行传输系统中,假设每秒传输120个数据帧,其字符格式规定包含1个起始位、7个数据位、1个校验位、1个终止位,试计算波特率.
    解:

    根据题目给出的字符格式
    1帧包含1+7+1+1=10位
    故波特率为:
    (1+7+1+1)x120=1200bps=1200波特
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4

    例题2
    在异步传输系统中,若字符格式为:1位起始位、8位数据位、1位奇校验位、1位终止位.假设波特率为1200bps,求此时的比特率.
    解:

    根据题目给出的字符格式
    有效数据位有8位
    而1帧包含1+8+1+1=11位
    故比特率为:
    1200(8/11)=872.72 bps
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    附:总线复用: 一条信号线上分时传送两种信号。
    例如:
    通常地址总线与数据总线在物理上是分
    开的两种总线,地址总线传输地址码,数据总线传输数据信息。为了提高总线的利用率,优化设计, 特将地址总线和数据总线共用一组物理线路, 在这组物理线路上分时传输地址信号和数据信号,即为总线的多路复用。

    半同步通信(同/异步结合)

    基本概念
    半同步通信既保留了同步的基本特点,如所有的地址、命令、数据信号的发出时间,都严格参照系统时钟的某个前沿开始,而接收方都采用系统时钟后沿时刻进行判断识别;同时又像异步那样,允许不同速度的模块和谐地工作.
    特点
    WAIT响应信号线:采用插入时钟(等待)周期的措施来协调通信双方的配合问题.
    半同步通信数据输入过程(图)
    在这里插入图片描述
    特点

    优点:其控制方式比异步通信简单
    缺点:对系统时钟频率不能要求太高,系统工作的速度不会太高
    
     
    • 1
    • 2

    三种通信的共同点
    一个总线传输周期(以输入数据为例):

    主模块发地址、命令     :占用总线
    从模块准备数据        :不占用总线,即总线空闲
    从模块向主模块发数据   :占用总线
    
     
    • 1
    • 2
    • 3

    分离式通信

    目的
    充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力

    一个总线传输周期:

    #子周期1:
     主模块申请占用总线
     使用完后即放弃总线的使用权
    #子周期2:()模块申请占用总线
     将各种信息传送至总线上
    
     
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6

    特点

    1.各模块有权申请占用总线
    2.采用同步式通信,不等对方回答
    3.各模块准备数据时,不占用总线
    4.总线被占用时,无空闲
    5.充分提高了总线的有效占用

    展开全文
  • 总线控制1、总线判优控制异步1.基本概念:spa总线判优控制的集中式方式有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求方式设计1.链式查询方式3d 注:在查询链中离总线控制器最近的部件具备最高优先权,离总线控制器越...

    总线控制

    1、总线判优控制异步

    1.基本概念:spa

    总线判优控制的集中式方式有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求方式设计

    1.链式查询方式3d

    2d20e5a6ac80da294aad3bfa069a20cd.png

    注:在查询链中离总线控制器最近的部件具备最高优先权,离总线控制器越远,优先权越低。blog

    链式查询经过接口的优先权排队电路实现。接口

    优势:结构简单,主要运用在简单的嵌入式系统中同步

    缺点:速度慢,须要一直向下查询,对电路故障特别敏感class

    2.计数器定时查询方式:效率

    ea32a18fb6bc33378537379478c7919f.png

    注:计数器的初值可用程序设置,以方便地改变优先次序。固然这种灵活性是以增长控制线数为代价的。请求

    若是计数器的初值是从0开始,各部件的优先次序与链式查询法相同。

    若是从停止点开始,则每一个设备使用总线的优先级相等。????这是为何???

    3.独立请求方式

    0a5869f8dad07250a5eb0e270a141e90.png

    注:优势:响应时间快,对优先次序的控制至关灵活  缺点:控制线数增长了不少

    2、总线通讯控制

    同步通讯

    一、同步式数据输入

    44bb65046e0e9de716656232529a2255.png

    二、同步式数据输出

    d82847a5cb411ac98e6a32b34199a229.png

    注:同步通讯采用速度最慢的那个模块做为标准,即便有关模块的速度比较快,也要按照最慢的模块进行设置。

    通常应用在总线长度比较短,而且各个模块的存取时间比较一致的状况下,使用同步式传输数据。

    同步通讯的优势:同步通讯具备较高的传输效率,可靠性较高

    缺点:全部模块都强求一致的同一时限,使设计缺少灵活性。

    异步通讯

    d93975f0dce8512293af588131b1dc99.png

    半互锁的缺点:有可能致使“请求”信号一直保持高电平

    半同步通讯(同步、异步相结合)

    ea82b946303e12f9830633fc86776a63.png

    注:半同步通讯适用于系统工做速度不高,但又包含了许多工做差别较大的各种设备的简单系统。

    其控制方式比异步通讯简单。

    缺点:对系统时钟频率不能要求过高,故从总体上来看,系统工做的速度不会过高。

    同步通讯、异步通讯、半同步通讯,在整个传输周期中,系统总线的使用权彻底由占有使用权的主模块和它选中的从模块占据。

    分离式通讯的两个子周期都只有单方向的信息流,每一个模块都能充当一次主模块。

    故:在分离式通讯方式中,总线上全部模块均可以成为主模块。

    一、计算机系统的五大部件之间两种互联方式为:总线链接和分散链接

    二、相对于单总线结构,多总线结构解决了CPU、主存与I/O设备间速度不匹配的问题。

    三、DMA总线用于主存与I/O设备之间交换信息

    四、在同步通讯中,一个总线周期的传输过程是先传输地址,再传输数据

    五、所谓的三总线结构的计算机中的“三总线”包含:I/O总线 、主存总线、cpu总线

    六、控制总线中常见的控制信号包括:总线请求、中断请求、传输响应

    七、假设某系统总线在一个总线周期中并行传输8字节信息,一个总线周期占用4个时钟周期,总线时钟频率为10MHz,则总线带宽是:20MB/s

    解析:1个时钟周期的时间为1/10MHz,每一个时钟周期传输的字节数为8/4=2,则总线带宽为2/(1/10MHz)=20MB/s。

    每一个时钟周期传输的字节数 /  1个时钟周期的时间=总线带宽

    八、总线的异步通讯方式是不采用时钟信号,只采用握手信号;半同步通讯方式是即采用时钟信号,又采用握手信号。

    九、在异步串行传输系统中,假设每秒传输120个数据帧,其字符格式规定包含1个起始位,7个数据位,1个奇偶校验位,1个终止位,则波特率为:1200bps

    解析:一帧包含1+7+1+1=10位 故波特率为10*120=1200bps   波特率=单位时间的数据帧数*帧位

    十、按链接部件不一样,总线一般可分为如下哪些种:片内总线、通讯总线、系统总线

    展开全文
  • 一、总线判优控制 1.基本概念: 总线判优控制的集中式方式有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求方式 1.链式查询方式 注:在查询链中离总线控制器最近的部件具有最高优先权,离总线控制器越远,优先权越...
  • 系统总线判优控制(实例讲解)

    千次阅读 2020-06-04 17:11:20
    1.1为什么要有总线判优控制? 总线(bus)上连接着运算器,控制器,存储器和I/O设备,而总线在同一时刻只有一方能够使用,那么如何分配优先级呢?这就涉及到总线的判优控制。判优控制又分为集中式和分布式两种,这里...
  • 三种集中式总线判优控制

    千次阅读 多人点赞 2020-10-31 20:38:25
    每一个设备都有自己的仲裁器,都有自己的AN(授权号),授权号是占用总线优先级的高低,当多个设备发出总线占用请求时,每个设备的授权号都会和总线授权线上的值进行比较,优先级没总线授权线高,就不会申请到,比总线...
  • 文章目录 一、集中式总线判优控制 1、链式查询方式 2、计数器定时查询方式 3、独立请求方式 二、总线通信控制 1、概念解释 2、四种通信方式 一、集中式总线判优控制 总线控制用来做什么的? 答:总线判优控制解决多...
  • 总线控制
  • 总线仲裁一、定义二、分类集中式1)链式查询方式2)计数器定时查询方式3)独立请求方式分布式 先理解两个定义,再来理解什么时总线仲裁。 一、定义 二、分类 集中式 1)链式查询方式 其实这个工作的过程挺简单...
  • 2.总线如何分类?什么是系统总线?系统总线又分几类?...系统总线按照传输信息不同又分为地址线、数据线和控制线。 地址线是单向的,其根数越多,寻址空间越大,即CPU能访问的存储单元的个数越多; 数...
  • 文章目录总线的基本概念总线的分类总线特性及性能指标总线结构总线控制一、总线判优控制二、总线通信控制 总线的基本概念 一、总线是连接各个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。 二、总线上信息的传送有...
  • 总线判优控制中的计数器定时查询方式 如果连接的设备为N个,则需要log2N + 2根线 log2N:为设备地址线 2:BS和BR

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 1,779
精华内容 711
关键字:

总线判优控制