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。