总线分类

总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。

按数据传输格式

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并行总线不一定比串行总线快，因为并行信号线之间有干扰。

按总线功能 (连接的部件)

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系统总线 - 单总线结构

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系统总线 - 双总线结构

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系统总线 - 三总线结构

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系统总线 - 四总线结构

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小结

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总线的性能指标

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总线周期和总线时钟周期可以是一对一、一对多、多对一
例题
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总线仲裁

解决多个设备争用总线的问题

集中式仲裁

链式查询方式
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计数器查询方式
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独立请求方式
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集中式仲裁小结

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分布式仲裁

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总线操作和定时

解决占用总线的一对设备如何进行数据传输的问题

总线传输的四个阶段

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同步定时方式

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异步定时方式

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半同步通信

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分离式通信

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总线标准

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趋势：串行总线替代并行总线

习题

1.(1) 某总线在一个总线周期中并行传送 4 个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为 33MHz，则总线带宽是多少? (2) 如果一个总线周期中并行传送 64 位数据，总线时钟频率升为 66MHz ，则总线带宽是多少?
解析：
(1)总线带宽是求每秒传输多少数据。可以用总线的工作频率 (一秒传输的次数) 乘以总线宽度(一次传输的数据量)
总线时钟周期 = 1/33MHz；总线的工作频率 = 1 / 总线周期 = 33MHz，总线宽度 = 4B；
总线周期 = 132MB/s
(2) 假设一个总线周期等于一个总线时钟周期。总线带宽 = 66M/s×64b=4224Mb/s=528MB/s

  1. 假设某系统总线在一个总线周期中并行传输 4 字节信息，一个总线周期占用 2 个时钟周期，总线时钟频率为 10MHz ，则总线带宽是
    A. 10MB/s
    B. 20MB/S
    C. 40MB/S
    D. 80MB/S
    解析：
    时钟周期 = 1/10MHz；总线周期 = 2/10MHz；总线工作频率 = 5M/s；总线宽度 = 4B；总线带宽 = 20MB/s
    所以答案为 B
  1. 利用串行方式传送字符，每秒钟传送的比特 (bit) 位数常称为波特率 。假设数据传送速率是 120 个字符 / 秒，每一个字符格式规定包含 10 个 bit(起始位、停止位、8 个数据位) ，问传送的波特率是多少? 每个 bit 占用的时间是多少?

解析：
波特率 = 1200bit/s，每个 bit 占用 1/1200s

  1. 三种集中式仲裁方式中，哪种仲裁方式效率最高？为什么?
    解析：
    独立请求方式仲裁效率最高。因为总线允许信号直接从总线控制器发送到有关设备，不必在设备间传递或者查询。

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解析：
(1)“总线忙 “ 信号的建立者是获得总线控制权的设备，所以答案为 A。
(2) 独立请求方式中 n 个设备，总线请求 n 条，总线允许 n 条，总线忙 1 条，共需要 2n+1 条控制线，所以答案为 D。
(3) 在计数器定时查询中，计数器中记录的数值可改变，总线设备的优先级可变，所以答案为 A。
(4) 独立请求方式相应最快，因为每个设备和总线控制器之间都有专线。链式查询方式对电路故障最敏感，因为是优先级是链式的，传播路径中只要出现一个故障设备，立刻就可以发现，所以答案为 C。

  1. 某同步总线时钟频率为 100MHz ，宽度为 32 位，地址和数据总线复用，每传输一个地址或数据占有一个时钟周期。若总线支持 突发（猝发）传输方式 ，则一次 “主存写” 总线事务传送 128 位数据需要的时间至少是（）
    A.20ns
    B.40ns
    C.50ns
    D.80ns
    解析：
    突发 (猝发) 传输方式：一次总线事务中，主设备只需给出一个首地址，从设备就能从首地址开始连续读出或写入多个数据。若为写操作，则给出一个首地址后，后续不需要再给出地址，只需要给出后续要写的数据即可。
    传输首地址：1 个时钟周期；传输要写入的数据：128/32=4 个时钟周期；共 5 个时钟周期。
    时钟周期 =(1/100M)s=10ns；五个时钟周期为 50ns
    所以答案为 C
  1. 下列选项中的英文缩写均为总线标准的是（）
    A. PCI 、CRT 、USB 、EISA
    B. ISA 、CPI 、VESA 、EISA
    C. ISA 、SCSI 、RAM 、MIPS
    D. ISA 、EISA 、PCI 、PCI-Express
    解析：
    A 中 CRT 不是总线标准；B 中 CPI 不是总线标准；C 中 RAM 不是总线标准。
    所以答案为 D
  1. 关于 USB 总线特性的描述中，错误的是（）
    A. 可以实现外设的即插即用和热拔插
    B. 可以通过级联方式连接多台外部设备
    C. 是一种通信总线，可以连接不同外设
    D. 同时可传两位数据，数据传输率高
    解析：
    USB 是串行总线，不能同时传两位数据，而且并行不一定比串行快；现在的总线标准大都是串行标准。因为并行数据线之间有干扰情况，不能一直提高工作效率，而串行总线不存在这种情况。
    所以答案为 D
  1. 在系统总线的数据线上 ，不可能传输的是（）
    A. 指令
    B. 操作数
    C. 握手 (应答) 信号
    D. 中断类型信号
    解析：
    总线按功能可分为：片内总线 (CPU 内部)、系统总线 (计算机各部件)、通信总线 (计算机系统)
    指令在主存和 CPU 之间传输，用到系统总线，A 对；
    操作数可能存储在主存中，CPU 中运算器计算时可能需要操作数，主存与 CPU 之间传输操作数，用到系统总线，B 对；
    握手 (应答) 信号是计算机系统之间通信的确认机制，用到通信总线，C 错；
    中断类型信号在 IO 设备和主存、CPU 之间传输，用到系统总线，D 对。
    所以答案为 C