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  • 一、总线的分类 总线的分类可以按照数据传输格式、总线功能和时序控制方式三个角度进行划分。 1. 按数据传输格式 按数据传输格式,可以将总线分为串行总线和并行总线。 工作频率相同时,串行总线传输速度比并行总线...

    一、总线的分类

    总线的分类可以按照数据传输格式、总线功能和时序控制方式三个角度进行划分。

    1. 按数据传输格式

    按数据传输格式,可以将总线分为串行总线和并行总线。

    1. 工作频率相同时,串行总线传输速度比并行总线慢。
    2. 并行总线的工作频率无法持续提高,而串行总线可以通过不断提高工作频率来提高传输速度,最终超过并行总线。

    (1)串行总线

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    优点:只需要一条传输线,成本低廉,广泛应用于长距离传输;应用于计算机内部时,可以节省布线空间。

    缺点:在数据发送和接收的时候要进行拆卸和装配,要考虑串行-并行转换的问题。

    (2)并行总线

    在这里插入图片描述
    优点:总线的逻辑时序比较简单,电路实现起来比较容易。

    缺点:信号线数量多,占用更多的布线空间;远距离传输成本高昂;由于工作频率较高时,并行的信号线之间会产生严重干扰,对每条线等长的要求也越高,所以无法持续提升工作频率。

    2. 按总线功能

    按总线的功能,可以将总线分为片内总线、系统总线和通信总线

    (1)片内总线

    片内总线是芯片内部的总线。它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。

    (2)系统总线

    系统总线是计算机系统内各功能部件(CPU、主存、I/O接口)之间相互连接的总线。按系统总线传输信息内容的不同,又可分为3类:数据总线、地址总线和控制总线。

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    PS:数据通路表示的是数据流经的路径,而数据总线是承载的媒介

    (3)通信总线

    通信总线是用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如远程通信设备、测试设备)之间信息传送的总线,通信总线也称为外部总线。


    二、系统总线的结构

    总线结构通常分为单总线结构、双总线结构和三总线结构。

    1. 单总线结构

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    • 结构:CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)都连接在一组总线上,允许I/O设备之间、I/O设备和CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。
    • 优点:结构简单,成本低,易于接入新的设备。
    • 缺点:带宽低、负载重,多个部件只能争用唯一的总线,且不支持并发传送操作。

    注:单总线并不是指只有一根信号线,系统总线按传送信息的不同可以细分为地址总线、数据总线和控制总线。

    2. 双总线结构

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    • 结构:双总线结构有两条总线,一条是主存总线,用于CPU、主存和通道之间进行数据传送;另一条是 I/O 总线,用于多个外部设备与通道之间进行数据传送。
    • 优点:将较低速的I/O设备从单总线上分离出来,实现存储器总线和 I/O 总线分离。
    • 缺点:需要增加通道等硬件设备。

    3. 三总线结构

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    • 结构:三总线结构是在计算机系统各部件之间采用3条各自独立的总线来构成信息通路,这3条总线分别为主存总线、I/O 总线和直接内存访问DMA总线。
    • 优点:提高了 I/O 设备的性能,使其更快地响应命令,提高系统吞吐量。
    • 缺点:每次只能有一条总线在工作,故系统工作效率较低。
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  • 70总线的分类

    2021-05-20 08:20:40
    总线的分类: 1、 片内总线:片内总线是芯片内部的总线,它是CPU芯片内部存储器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线 2、 系统总线:系统总线是计算机系统内各功能部件(CPU、主存、IO)接口之间相互连接的总线...

    总线的分类:
    1、 片内总线:片内总线是芯片内部的总线,它是CPU芯片内部存储器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线
    2、 系统总线:系统总线是计算机系统内各功能部件(CPU、主存、IO)接口之间相互连接的总线,按系统总线传输信息内容的不同,又可分为3类:数据总线、地址总线和控制总线。
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    3、 通信总线
    通信总线是用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间信息传递的总线,通信总线也称为外部总线。
    此外,按时序控制方式,可以将总线划分为同步总线和异步总线。还可以按数据传输格式,将总线划分为并行总线和串行总线。

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  • 总线的分类和性能

    2020-05-09 11:52:03
    总线的分类和性能讲解大纲总线的概念概念:为什么用总线总线的特点总线的分类总线的性能指标 讲解大纲 总线的概念 概念: 总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传输路线 是连接计算机系统中连接各个部件的...

    大纲

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    总线的概念

    概念:

    总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传输路线
    是连接计算机系统中连接各个部件的信息通道,通过总线可以传输数据信息,地址信息,控制命令和状态信息。

    为什么用总线

    因为早期的计算机是采用的分散式连接,不易于实现随时增加或减少外部设备,对于现代计算机来说,为了解决I/O设备与主机之间的连接的灵活性问题,计算机结构从分散连接发展为总线连接。

    总线的结构优点:

    1.支持模块化设计

          总线结构使得系统成为由总线连接的多个独立子系统
    

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    2.开放性和通用性

    由于总线由总线标准,而且总线技术规范是公开的,使得商家能够在此基础上进行设计和生产扩展卡。
    

    3.灵活性好

     有了总线后,为系统的组合带来了一定的随意性,系统主板上有多组总线扩展槽,
     在总线扩展槽上插入符合规范的适配卡,就可以连接相应的设备
    

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    总线的特点

      1.共享:总线时可以有多个部件,各个部件之间互相交换信息都可以通过总线来共享
      2.分时:同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息。
    

    总线的分类

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    1.按数据传输格式:

     1.串行总线
     2.并行总线
    

    串/并行的优缺点
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    2.按时序控制:

     1.同步总线
     2.异步总线
    

    3.按总线功能:

     1.内部总线:内部总线是芯片内部的总线,它是cpu芯片内部寄存器与寄存器之间,寄存器与ALU之间的公共连接线
     2.局部总线:它是主机板上的信息通道,连接主板上各主要部件,而且通过扩展槽连接各种适配器
     3.系统总线:是计算机系统各功能部件(CPU,主存,I/O接口)之互相连接的总线
     4.外部总线(通信总线):是用户计算机系统之间或者计算机系统与其他系统(远程通信设备,测试设备)之间信息的传送的总线,可以支持多个cpu的并行处理。
    

    对于系统总线来说,如果按照系统总线传输内容的不同,又可以分为:
    数据总线 地址总线 控制总线

    总线的性能指标

    1.宽度:

    总线宽度是指一次可同时传输的数位数,用bit表示

    2.总线频率:

    总线工作时每秒钟能传输的数据次数

    3.传输率:

    总线工作时每秒钟能传输的字节数,MB/S

     传输率=(总线宽度/8位)*总线频率
    

    总线宽度越宽,频率越高,传输率就越高。

    总线的标准:

    概念

    便于机器的扩充和新设备的添加,有了总线标准,不同厂商可以按照同样的标准和规范生产各种不同功能的芯片、模块和整机,用户可以根据功能需求去选择不同厂家生产的、基于同种总线标准的模块和设备,甚至可以按照标准,自行设计功能特殊的专用模块和设备,以组成自己所需的应用系统。这样可使芯片级、模块级、设备级等各级别的产品都具有兼容性和互换性,以使整个计算机系统的可维护性和可扩充性得到充分保证。。(方便模块化设计)

    总线标准

    1.总线标准-ISA:

     ISA总线是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准。
     所以也叫AT总线。
    

    2.总线标准-EISA

    EISA总线是一种在ISA总线基础上扩充的开放总线标准。
    支持多总线主控和突发传输方式。
    

    3.总线标准-PCI

    是一种高性能的32位局部总线。它由Intel公司于1991年底提出,后来又联合IBM、DEC等100多家PC业界主要厂家,于1992年成立PCI集团,称为PCISIG,进行统筹和推广PCI标准的工作。
    

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  • 虽然在总线1中提到的总线结构中,似乎总线非常少,只有一两根.但是实际上,我们已经提到了,总线中其实包含了很多的数据线.并且各部件之间的位置关系...总线的分类与功能 按数据传送方式区分 并行传输总线 这种总线中含有n

    虽然在总线1中提到的总线结构中,似乎总线非常少,只有一两根.但是实际上,我们已经提到了,总线中其实包含了很多的数据线.并且各部件之间的位置关系也非常复杂.比如,有些io设备是用usb接口接在计算机主机上的,实际上,这个usb数据线,其实就是总线.故而总线有非常的多,我们通过分类来,了解总线功能特性的不同.并且个人认为,在这里讨论的总线已经不仅仅是计算机内部的线路,而是与计算机相连接的线路皆是总线.这样理解的话,那么总线的定义似乎也没有错.

    总线的分类与功能

    按数据传送方式区分

    并行传输总线

    这种总线中含有n多根数据线,可以同时传输8,16,32,64位的数据.可以同时传输的位数,就被称为总线宽度.故而速度比较快,但是由于每根线上时延速度可能有误差,故而不能长距离进行并行传输,所以通常用在计算机内作为各个计算机部件传输信息用.一般在30米以内
    并行传输示意图

    串行传输总线

    这种总线只能一位一位地传输总线.所以传输较慢,但是没有并行传输的各线传输不同步问题,可以长距离传输.可以从几米到数千公里
     串行传输示意图

    根据总线使用范围分类

    计算机总线

    计组课中,我们主要讨论这类总线

    测控总线

    网络通信总线

    根据连接部件的不同分类

    片内总线

    指计算机芯片内部的总线,CPU芯片内部,寄存器与寄存器,各单元之间都是由片内总线连接的.实际上计算机芯片内逻辑功能相当复杂,不亚于计算机整体各部件之间的关系,其内部也有着一套总线结构.

    系统总线

    系统总线是指CPU,主存,I/O设备各大部件之间的信息传输线.由于这些设备都围绕在计算机主板之上,故而又称为板级总线或者板间总线.
    系统总线根据系统总类的传输信息的不同分为
    1.数据总线
    数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息.比如存储器中某一个内存单元上的数据要传递给CPU处理,那么就将数据传输到数据总线上,再由CPU去获取.数据总线的宽度越大,那么就能一次完成更多数据的传输,所以是计算机性能指标的一个重要参考
    2.地址总线
    地址总线主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址.比如CPU现在想要从内存的某一个内存单元中拿一个数据,那么CPU首先得告知存储器这个内存单元是哪一个,这个信息就是先传输到地址总线上,然后再被主存储器获取的.
    3.控制总线
    由于数据总线,地址总线都是被挂在总线上的所有部件共享的,如何使得各部件能再不同时刻占有总线的使用权,需要依靠控制总线来控制他们.控制总线就是用来发出各种控制信号的传输线.比如CPU想要从内存的某一个内存单元中拿一个数据,那么CPU不单单得告知存储器这个内存单元是哪一个,并且还要告知存储器,对这个单元作把其内部的数据传送到数据线上的处理.那么做什么处理,这个就是通过控制总线告知给存储器的.

    通信总线

    这类总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如控制仪表,移动通信等)之间的通信.

    总线性能指标

    了解这些名词,在提到这些名词的时候,避免不知道其含义.

    总线宽度

    这里将之前将的更加严谨一下.总线有许多,现在主要讨论的计算机内部的总线.故而这种总线中只有一部分数据线是传输数据之用的.所以这里的总线宽度,是指数据总线的根数.

    总线带宽

    总线数据传输速率.即单位时间内总线上传输数据的位数.一般单位是(MB/s)

    时钟同步/异步

    总线上的数据与始终同步工作的总线称为同步总线,与时钟不同步工作的总线称为异步总线.
    与时钟同步的设备,在一个时钟周期内是不会变化的.一个时钟周期一个动作.

    信号线数

    地址总线,数据总线和控制总线三种总线数的总和

    总线控制方式

    包括突发工作,自动配置,仲裁方式逻辑方式,计数方式

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