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計算機組成原理筆記-第三章(哈工大)

1.匯流排的基本概念

匯流排:是連線各個部件的資訊傳輸線,是各個部件共享的傳輸介質。

匯流排的傳輸方式:

序列——長距離 ,一次傳輸1位            並行——短距離,一次傳輸n位

2.匯流排分類

1.片內匯流排   晶片內部的匯流排

2.系統匯流排 計算機各個部件之間的資訊傳輸線

 資料匯流排:雙向 與機器字長、儲存字長有關 

 地址匯流排 :單向 ,與儲存地址、I/O地址有關

 控制匯流排: 有出有入   ,儲存器讀,儲存器寫,匯流排允許,中斷確認;中斷請求,匯流排請求

3.通訊匯流排:用於計算機系統之間或者計算機與其他系統之間的通訊;分為序列通訊匯流排,以及並行通訊匯流排

3.匯流排特性以及效能指標

 匯流排的物理實現:匯流排印刷在主機板上的

效能指標:

匯流排寬度:資料線的根數

標準傳輸率:每秒傳輸的最大位元組數Mbps

時鐘同步/非同步:同步,不同步

匯流排複用:地址線與資料線

訊號線數:地址線,資料線和控制匯流排的和

匯流排控制方式:突發/自動/仲裁/邏輯/計數

其他指標:負載能力

匯流排的標準:PCI等

4.匯流排結構

4.1多匯流排結構:(channel? netty)

 三匯流排結構:I/O匯流排  主存匯流排以及DMA(直接儲存器)匯流排

 

將高速裝置與低速裝置分開

4.2傳統微型機匯流排結構

 

PCI匯流排連線高速裝置:

利用PCI橋進行擴充套件!

 5.匯流排控制

一、匯流排的判優控制

主裝置 對匯流排有控制權;從裝置響應從裝置發出來的匯流排命令

匯流排判優控制:分為集中式 (匯流排控制部件在一起)  分散式 ,

集中式包括:鏈式查詢,計數器定時查詢 ,請求獨立方式

鏈式查詢方式:各個介面通過BR線向控制器發出匯流排佔用請求,控制器將授權訊號通過BG線傳輸給I/O介面,如果有裝置佔用了匯流排,即獲取授權訊號,則將會在BS線傳送總先忙的訊號。

匯流排授權的訊號(沿著BG線)會向下傳送,傳輸給優先順序最高的裝置!

優點:增刪裝置簡單

缺點:對斷電敏感 ,匯流排允許的線(BG處),I/O1遇到電路故障,那麼匯流排授權訊號就無法傳輸下去!

計數器定時查詢:

裝置地址線:傳輸的地址由計數器給出;裝置地址線的寬度由裝置決定

當有裝置通過BR線傳送匯流排佔用請求時,,匯流排控制器在可以讓出匯流排控制權的情況下,啟動計數器(紫色的方框),計數器的值通過裝置地址線進行傳輸。

當計數器為0,則對I/O 0 介面進行查詢是否發出請求,如果I/O 0沒有提出請求,那麼計數器加1 ,來到I/O 1介面·········

 

4.獨立請求方式:

排隊器:裝置的優先順序。每個裝置都會有的BG和BR線。

6.匯流排通訊問題

1.目的解決通訊雙方 協調配合的問題

2.匯流排傳輸週期

Ⅰ申請分配階段:主模組(裝置),匯流排仲裁決定

Ⅱ定址階段:主模組向從模組給出地址和命令

Ⅲ傳數階段:主模組和從模組交換資訊

Ⅳ結束階段:主模組撤銷有關資訊

3.匯流排的通訊方式

Ⅰ同步通訊:由統一時標控制資料傳輸,統一的時鐘進行

Ⅱ非同步通訊:採用應答方式,沒有公共的時鐘標準

Ⅲ半同步通訊:同步與非同步的結合,解決不同速度的模組通訊

Ⅳ分離式通訊:充分挖掘系統匯流排每個瞬間的潛力

基本概念:只有電子的時鐘中才存在上升沿和下降沿的。 數字時鐘電路中,數字電平從低電平(數字“0”)變為高電平(數字“1”)的那一瞬間(時刻)叫作上升沿。 數字時鐘電路中,數字電平從高電平(數字“1”)變為低電平(數字“0”)的那一瞬間叫作下降沿

同步通訊——同步式資料輸入

 

非同步通訊

半同步通訊

同步;傳送方用系統時鐘前沿發訊號 ;接收方用系統時鐘後沿判斷、識別;

非同步:允許不同速度的模組和諧工作,增加一條 等待相應訊號 WAIT(從裝置提供)

總結: 在匯流排空閒的時候,利用和匯流排

分離式通訊:將上面從模組準備資料的過程中匯流排空閒的的瞬間利用上。

特點:各模組有權申請佔用匯流排;採用同步方式通訊,不等待對方應答;各模組準備資料時,不佔用匯流排;匯流排被佔用時,無空閒。