计算机组成原理2-系统总线

以存储器为中心的双总线结构框图
  1. 总线的分类
    数据传送方式:并行传输总线、串行传输总线
    使用范围:计算机(包括外设)总线、测控总线、网络通信总线等
    1.1. 片内总线
    芯片内部的总线,如在CPU芯片内部,寄存器与寄存器之间、寄存器与算逻单元ALU之间都有总线连接;

1.2 系统总线
CPU、主存、I/O(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线;
又称板级总线和板间总线;
1.2.1 数据总线
传输各功能部件之间的数据信息,双向传输,其位数与机器字长、存储字长有关,一般为8位、16位或32位;
数据总线宽度:数据总线的条数;
若数据总线的宽度为8位,指令字长为16位,则CPU取指阶段,必须两次访问主存;
1.2.2 地址总线
指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址;
地址总线的代码用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址,单向传输;
地址线的位数与存储单元的个数有关,如地址线20根,则对应的存储单元个数为2^20;
1.2.3 控制总线
发出控制信号的传输线,单向传输;、
使各部件能在不同时刻占有总线使用权;

  • 常见的控制信号:
    时钟:同步各种操作;
    复位:表示各模块恢复初始状态;
    总线请求:表示某部件需获得总线使用权;
    总线允许:表示需要获得总线使用权的部件已获得控制权;
    中断请求:表示某部件提出中断请求;
    中断确认:表示中断请求以被接收;
    存储器写:将数据总线上的数据写至存储器的指定地址单元内;
    存储器读:将指定存储单元中的数据读到数据总线上;
    I/O读:从指定的I/O端口将数据读到数据总线上;
    I/O写:将数据总线上的数据输出到指定的I/O端口内;
    数据确认:表示数据已被接收或已被读到总线上;

1.3 通信总线
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、移动通讯等)之间的通信;

  1. 总线结构图


    四总线结构
PCI总线结构
  1. 总线通信控制的方式:
    同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信

  2. 同步通信


    某输入设备向CPU传输数据的输入过程
输出过程
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