PPT课件：系统总线
计算机组成原理第六章系统总线
第六章系统总线 第一节总线的基本概念 一、总线的分类 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。 2．系统总线：连接计算机系统中各个功能模块或设备的总线，作为计算机硬件系统的主干。3．内部总线：连接CPU内部各部件的总线。 4．总线的分类： ①按传送格式分为：串行总线、并行总线； ②按时序控制方式分为：同步总线、异步总线； ③按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。 ④按数据传输方向分为：单工总线和双工总线，双工总线又分为半双工总线和全双工总线。历年真题 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。（2001年） 2．下列说法中正确的是（）。（2003年） A．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息
B．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息C．半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息 D．半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 【分析】根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。 【答案】C 二、总线的信息传输方式 1．串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）。在串行传输时，被传输的数据在发送设备中进行并行到串行的变换，在接收设备中进行串行到并行的变换。 2．并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。 3．复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。（它与并串传输的区别在于分时地传输同一数据源的不同信息。） 4．消息传输方式：总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。
第七章 系统总线
7.2基本题 7.2.1填空题 1.计算机中各个功能部件是通过总线连接的,它的各个部件之间进行信息传输的公共线路. 2.CPU芯片内部的总线是芯片级总线,也称为内部总线. 3.根据连线的数量,总线可分为串行总线和并行总线,其中串行总线一般用于长距离的数据 传送. 4.单向总线只能将信息从总线的一端传到另一端,不能反向传输. 5.主设备是指获得总线控制权的设备,从设备是指被主设备访问的设备. 6.总线的控制方式可分为集中式和分布式两种. 7.总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为同步式和异步式两类. 8.同步方式下,总线操作有固定的时序,设备之间没有应答信号,数据的传输在一个公共的时 钟信号控制下进行. 9.异步方式下,总线操作周期时间不顾顶,通过握手(就绪/应答)信号相互联络. 10.双向传输的总线又可分为双工和半双工两种,后者可以在两个方向上同时传送信息. 11.决定总线由哪个设备进行控制称为总线裁决;实现总线数据的定时规则称为总线协议. 12.衡量总线性能一个重要指标是总线的数据传输速率,即单位时间内总线传输数据的能力. 13.与并行传输相比,串行串性传输所需数据线位数_少_. 14.总线_复用__技术可以使不同的信号在同一条信号线传输,分时使用. 15.总线事物中的操作序列可以包括请求操作,裁决操作，地址操作, 数据传输操作，总线释 放操作. 16.消息是一种有固定格式的数据,一般包含若干个字,其中可包含多种不同的信息. 总线协议是指实现总线传输的定时规则。 17.在菊花链方式下,越接近控制设备的设备优先级越高. 18.在计数器定时查询方式下, 设备号与计数器的设备可以使用总线. 19.总线设备与总线的连接界面是总线接口 20.穿行总线接口应具有进行串行与并行转换的功能. 21.串行传输方式中,一个数据桢通常包括起始位, 数据位, 校验位,结束位和空闲位. 23.系统总线接口是中央处理器内存外围控制设备之间相互连接的逻辑部件. 24.总线的基本特征包括物理特征,功能特征和电气特征. 25.总线功能特性包括总线的功能层次, 资源类型, 信息传递类型,信息传递方式和控制方式 26.总线的电气特性包括美意条信号线的信号传递方向,信号的时序特征和电平特征. 27.单处理系统中的总线可以分为三类:CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为. 内部总线;中低速I/O设备之间连接的总线称为I/O总线;同一台计算机系统内的高速功能部件之间相互连接的总线称为系统总线 28.按照总线仲裁电路的位置的不同,总线仲裁有集中式仲裁和分布式仲裁两种方式. 29.总线控制主要解决总线使用权的问题.集中式仲裁有链式查询方式，计数器定时查询方式 和独立请求方式 7.2.2选择题 1.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时____. A.减少了信息传输量 B.提高了信息传输量 C. 减少了信息传输线的条数 D. 加重了CPU的工作量. 答案:C
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线 1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？ 答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8 位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是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，地址总线上的代码是 用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU输出， 是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20 根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种 4.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特 点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
系统总线
第八章系统总线 2. 简单回答下列问题。（参考答案略） （1）什么情况下需要总线仲裁？总线仲裁的目的是什么？有哪几种常用的仲裁方式？各有什么特点？ （2）总线通信采用的定时方式有哪几种？各有什么优缺点？ （3）在异步通信中，握手信号的作用是什么？常见的握手协议有哪几种？各有何特点？ （4）什么叫非突发传送和突发传送？ （5）提高同步总线的带宽有哪几种措施？ （6）制定总线标准的好处是什么？总线标准是如何制定出来的？ 3. 假设一个同步总线的时钟频率为50MHz，总线宽度为32位，该总线的最大数据传输率为多少？‘ 参考答案： 最大数据传输率为：4B×50M=20MB/s 5. 假定一个32位微处理器的外部处理器总线的宽度为16位，总线时钟频率为40MHz，假定一个总线事务的 最短周期是4个总线时钟周期，该处理器的最大数据传输率是多少？如果将外部总线的数据线宽度扩展为32位，那么该处理器的最大数据传输率提高到多少？这种措施与加倍外部总线时钟频率的措施相比，哪种更好？ 参考答案： 一次总线事务至少为4×1/40M(秒)，只能传送16位数据，故处理器最大数据传输率为：2B/(4×1/40M) = 20MB/秒。若采用32位总线宽度，则可提高到4B/(4×1/40M) = 40MB/s. 若倍频，也可提高到2B/(4×1/80M)=40MB/s. 两者效果相同。 6. 试设计一个采用固定优先级的具有4个输入的集中式独立请求裁决器。 参考答案： 设计一个并行判优电路即可。 7. 假设某存储器总线采用同步通信方式，时钟频率为50MHz时钟，每个总线事务以突发方式传输8个字，以 支持块长为8 个字的Cache行读和Cache行写，每字4字节。对于读操作，访问顺序是1个时钟周期接受地址，3个时钟周期等待存储器读数，8个时钟周期用于传输8个字。对于写操作，访问顺序是1个时钟周期接受地址，2个时钟周期延迟，8个时钟周期用于传输8个字，3个时钟周期恢复和写入纠错码。对于以下访问模式，求出该存储器读/写时在存储器总线上的带宽。 ①全部访问为连续的读操作； ②全部访问为连续的写操作； ③的访问为读操作，35%的访问为写操作。 65% 参考答案： ①8个字用1+3+8=12个周期，故8×4B/(12×1/50M) = 133 MB/s. ②8个字用1+2+8+3=14个周期，故8×4B/(14×1/50M) = 114 MB/s.
计算机组成原理习题第六章总线系统
第六章总线系统 一、填空题： 1.PCI总线采用仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与相连。 2.SCSI是处于和之间的并行I/O接口，可允许连接台不同类型的高速外围设备。 3.总线有A 特性、B 特性、C 特性、D 特性，因此必须E 。 4.微型计算机的标准总线从16位的A 总线发展到32位的B 总线和C 总线，又进一步发展到64位的D 总线。 二、选择题： 1.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现技术化，同时______。 A. 减少信息传输量 B. 提高信息传输速度 C. 减少了信息传输线的条数 D. 减少了存储器占用时间 2.描述PCI总线基本概念中正确的句子是______。 A.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送 B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线 C.PCI设备一定是主设备 D.系统中允许只有一条PCI总线 3.描述PCI总线中基本概念表述不正确的是______。 A.PCI设备不一定是主设备 B.PCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线 C.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送 D.系统中允许有多条PCI总线 4.并行I/O标准接口SCSI中，一块适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备。 A. 6 B. 7 C. 8 D. 9 5.下面对计算机总线的描述中，确切完备的概念是______。 A.地址信息、数据信息不能同时出现 B.地址信息与控制信息不能同时出现 C.数据信息与控制信息不能同时出现 D.两种信息源的代码不能在总线中同时传送 6.SCSI接口以菊花链形式最多可连接______台设备。 A．7台 B．8台 C．6台 D．10台 7.微型机系统中外设通过适配器与主板的系统总线相连接，其功能是___。 A. 数据缓冲和数据格式转换 B.监测外设的状态 C.控制外设的操作 D. 前三种功能的综合作用 8.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时___。 A.减少了信息传输量 B.提高了信息传输的速度
系统总线 实验报告
计算机科学与技术系 实验报告 专业名称计算机科学与技术 课程名称计算机组成与结构 项目名称具有基本输入输出功能的总线接口实验班级 学号 姓名 同组人员无 实验日期 2015-10-24
一、实验目的 1.理解总线的概念及其特性； 2.掌握控制总线的功能和应用。 二、实验逻辑原理图与分析 2.1 实验逻辑原理图及分析 由于存储器和输入、输出设备最终是要挂接到外部总线上，所以需要外部总线提供数据信号、地址信号以及控制信号。在该实验平台中，外部总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别为外设提供上述信号。外部总线和CPU内总线之间通过三态门连接，同时实现了内外总线的分离和对数据流向的控制。地址总线可以为外部设备提供地址信号和片选信号。由地址总线的高位进行译码，系统的I/O地址空间被分为四个区，如图所示： 为了实现对于MEM和外设的读写操作，还需要一个读写控制逻辑，使得CPU 能控制MEM和I/O设备的读写，实验中的读写控制逻辑如下图所示：
三、 数据通路图及分析 (画出数据通路图并作出分析) 在理解读写控制逻辑的基础上设计一个总线传输的实验。实验所用总线传输实验框图如下图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。 分析：① 输入设备将一个数打入RO 寄存器； ② 输入设备将另一个数打入地址寄存器； ③ 将RO 寄存器中的数写入到当前地址的寄存器中； ④ 将当前地址的寄存器中的数用LED 数码管显示。 四、实验数据和结果分析 4.1 实验结果数据如图所示 ⑴输入设备将11H 打入RO 寄存器 ⑵将RO 中的数据11H 打入寄存器01H 单元
第三章 系统总线
第三章系统总线 （一）选择题 1.计算机使用总线结构便于增减外设，同时 A.减少了信息传输量 B.提高了信息的传输速度 C.减少了信息传输线的条数 2.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是 A.地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现 B.地址信息与数据信息不能同时出现 C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送 3.微型计算机中控制总线提供的完整信息是 A.存储器和I/O设备的地址码 B.所有存储器和I/O设备的时序信号和控制信号 C.来自I/O设备和存储器的响应信号 D.上述各项 E.上述B 、C两项 F.上述A、B两项 4.总线中地址线的作用是 A.只用于选择存储器单元 B.由设备向主机提供地址 C.用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址 5.在三种集中式总线控制中，独立请求方式响应时间最快，是以为代价的。 A.增加处理机的开销 B.增加控制线数 C.增加处理机的开销和增加控制线数 6.以下描述PCI总线的基本概念中，正确的是 A. PCI总线是一个与处理器时钟频率无关的高速外部总线 B. PCI总线需要人工方式与系统配置 C.系统中只允许有一条PCI总线 7.连接计算机与计算机之间的总线属于总线。 A.内 B.系统 C.通信 8.在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则 A.设备号小的优先级高
B.每个设备使用总线的机会相等 C.设备号大的优先级高 9.系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据来划分的。 A.总线所处的位置 B总线的传输方向 C.总线传输的内容 10在各种异步通信方式中，速度最快。 A.全互锁 B.半互锁 C.不互锁 11.总线的独立请求方式优点是 A.速度高 B.可靠性高 C.成本低 12.总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为 A.串行传输 B.并行传输 C.复用传输 13.不同的信号共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是传输。 A.猝发 B.并行 C.复用 14.总线的异步通信方式 A.不采用时钟信号，只采用握手信号 B.既采用时钟信号，又采用握手信号 C.既不采用时钟信号，又不采用握手信号 15.总线的半同步通信方式 A.不采用时钟信号，只采用握手信号 B.既采用时钟信号，又采用握手信号 C既不采用时钟信号，又不采用握手信号。 （二）填空题 1.总线上的主模块是指对总线有控制权的模块，从模块是指被主模块访问的模块，只能响应从主模块发来的各种总线命令 2.总线宽度是指数据线的宽度（根数），总线带宽是指.单位时间内总线上传输数据的位数 3.单向总线只能将信息从总线的一端传到另一端，不能反向传输。 4.在计数器定时查询方式下，采用每次从上一次计数的终止点开始计数的方式，可使每个设备使用总线的优先级相等。
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线 1. 什么是总线总线传输有何特点为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类什么是系统总线系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8 位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是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，地址总线上的代码是 用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU输出， 是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20 根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种不同的总线结构对计算机的性能有什么影响举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种 4.为什么要设置总线判优控制常见的集中式总线控制有几种各有何特点哪 种方式响应时间最快哪种方式对电路故障最敏感
计算机系统总线的组成及其特点
计算机系统总线的组成及其特点 总线系统 ·计算机系统总线的类型； ·信息的传送方式； ·接口的基本功能及分类； ·总线的控制和通信 基本概念: 1．总线 总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础上进行工作。 2．总线特性 总线特性包括：物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）； 功能特性：描述总线中每一根线的功能； 电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式 等），以及有效电平范围； 时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。 3．总线标准化 为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，就需要进行系统总线的标准化工作，总线的标准化有利于系统的可扩展性。标准化工作一般由国际标准化组织负责进行定义或推荐，从总线特性上进行规范，标准化总线种类繁多，例：ISA总线、PCI总线、Futurebus+总线等。 4. 总线带宽 总线带宽是衡量总线性能的重要指标，定义了总线本身所能达到的最高传输速率（但实际带宽会受 到限制），单位：兆字节每秒（MB/s）。 5．接口 接口是连接两个部件的逻辑电路，适配器就是一种典型的接口。计算机接口的主要功能
是：实现高速CPU与低速外设之间工作速度上的匹配和同步，并完成计算机与和外设之间的所有数据传送和控制。 接口的作用可归纳为： （1）实现数据缓冲，使主机与外设在工作速度上达到匹配； （2）实现数据格式的转换； （3）提供外设和接口的状态； （4）实现主机与外设之间的通讯联络控制。 6．设置接口的必要性 由于I/O设备在结构和工作原理上与主机有很大的差异，主要为： （1）传送速度的匹配问题； （2）时序的配合问题； （3）信息表示格式上的一致性问题； （4）信息类型及信号电平匹配问题。 为了协调这些差异，需加入接口电路，接口在这里起一个转换器的作用。 7．接口的典型功能 接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断功能。 8．设备编址方法 统一编址：将I/O设备与内存统一编址，占有同一个地址空间。 以地址区分访问外设或存储器，不需专门的I/O指令。但占有了一部分内存空间。 单独编址：将I/O设备与内存单独变址，分别占有两个不同的地址空间。 由执行不同的指令区分访问内存或外设，所以需I/O指令。 9．并行传送 并行传送每传送一位数据需要一条传输线，一般采用电位传送方式进行数据传送。当采用并行传送 方式时，主机与接口、接口与外设之间，都是以一个字或一个字节的各位同时进行处理的方式完成信息传递工作的，即每次传送一个字或一个字节的全部代码。 10．串行传送 串行传送即使用一条传输线，采用脉冲传送方式进行数据传送。串行接口中必须设置具有移位功能的数据缓冲寄存器，以实现数据格式的串-并转换。当采用串行传送方式时，接口与I/O设备之间通过一根数据传输线按位依次传送数据，而接口主机之间仍按照并行的方式实行数据传递。 串行传送的主要优点是只需要一条传输线，这对长距离传输降低成本尤为重要。缺点就
计算机组成原理 系统总线
第六章系统总线第一节总线的基本概念 一、总线的分类 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。 2．系统总线：连接计算机系统中各个功能模块或设备的总线，作为计算机硬件系统的主干。 3．内部总线：连接CPU内部各部件的总线。 4．总线的分类： ①按传送格式分为：串行总线、并行总线； ②按时序控制方式分为：同步总线、异步总线； ③按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。 ④按数据传输方向分为：单工总线和双工总线，双工总线又分为半双工总线和全双工总线。 历年真题 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。（2001年） 2．下列说法中正确的是（）。（2003年） A．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 B．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息
C．半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息 D．半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 【分析】根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。 【答案】C 二、总线的信息传输方式 1．串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）。在串行传输时，被传输的数据在发送设备中进行并行到串行的变换，在接收设备中进行串行到并行的变换。 2．并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。 3．复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。（它与并串传输的区别在于分时地传输同一数据源的不同信息。） 4．消息传输方式：总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。历年真题
计算机组成原理 第三章系统总线 第六节总线通讯控制范文
第六节总线通讯控制(总线定时) 总线完成一次传输，分四个阶段： 总线裁决：决定哪个主控设备使用总线 寻址阶段：主控设备送出要访问的主存或设备的地址，同时送出有关命令(读或写等)，启动从设备 数据传输阶段：主、从设备间进行数据交换 结束阶段：有关信息在总线上撤销，让出总线使用权 总线通信控制的目的： 解决主、从设备如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调进行数据通信。 有四种通信方式： 同步、异步、半同步、分离式通信 同步通信控制 控制线中有一个时钟信号线，挂接在总线上的所有设备都从这个公共的时钟线上获得定时信号，一定频率的时钟信号定义了等间隔的时间段，这个固定的时间段为一个时钟周期，也称总线周期。 每种总线操作都有一个确定的通信协议（规定在每个时钟周期内交换哪些信息）。 例如，在处理器-主存总线上执行存储器读操作，其协议为：在第1个时钟周期发送地址和存储器读命令，然后存储器被要求在第5个时钟将数据放到总线上。 优点：速度快，并且接口逻辑很少（因为协议简单）。 缺点:①总线上的每个设备必须以同样的时钟速率进行工作。
②由于时钟偏移问题，同步总线不能很长. 同步定时方式（读操作）示意图 异步通信控制 非时钟定时，没有一个公共的时钟标准。因此，能够连接带宽范围很大的各种设备。总线能够加长而不用担心时钟偏移问题。 采用握手协议（应答方式）。由一系列步骤组成，只有当双方都同意时，发送者或接收者才会进入到下一步，协议通过一对附加的“握手”信号线（Ready、Ack）来实现。 异步通信有非互锁、半互锁和全互锁三种方式 优点：灵活，可挂接各种具有不同工作速度的设备。 缺点:①对噪声较敏感。 ②接口逻辑较复杂。 异步通信方式 三条控制线
第六章总线系统习题参考答案
1．比较单总线、双总线、三总线结构的性能特点。 3. 用异步通信方式传送字符"A"和"8"，数据有7位，偶校验1 位。起始位1位, 停止位l位，请分别画出波形图。 解：字符A的ASCII码为 41H=1000001B； 字符8的ASCII码为 38H=0111000B； 串行传送波形图为： 注： B：起始位 C：校验位 S：停止位 8．同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率,是因为同步通信____。 A.不需要应答信号； B.总线长度较短； C.用一个公共时钟信号进行同步； D.各部件存取时间比较接近。 解： C 9. 在集中式总线仲裁中，____方式响应时间最快，____方式对____最敏感。 A.菊花链方式 B.独立请求方式 C.电路故障 D.计数器定时查询方式 解： B A C 10. 采月串行接口进行7位ASCII码传送，带有1位奇校验位，l位起始位和1位停止位,当传输率为9600波特时，字符传送速率为____。 A.960 B.873. C.1372 D.480 解： A 11．系统总线中地址线的功能是______。 A．选择主存单元地址 B．选择进行信息传输的设备 C．选择外存地址 D．指定主存和I/O设备接口电路的地址 解： D
12．系统总线中控制器的功能是______。 A．提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号 B．提供数据信息 C．提供时序信号 D．提供主存、I/O接口设备的响应信号 解： D 14. PCI是一个与处理器无关的_____，它采用____时序协议和____式仲裁策略，并具有____能力。 A.集中 B.自动配置 C.同步 D.高速外围总线 解：D C A B 15. PCI总线的基本传输机制是____传送。利用____可以实现总线间的____传送，使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上。PCI允许____总线____工作。 A.桥 B.猝发式 C.并行 D.多条 E. 猝发式 解： B A C D E 17．PCI总线中三种桥的名称是什么？桥的功能是什么？ 解：PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥和PCI / LAGACY桥。 在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用： （1）接两条总线，使总线间相互通信； （2）是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。 （3）利用桥可以实现总线间的卒发式传送。 19．总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？若采用同步定时协议，请画出 读数据的同步时序图。 解：分五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、状 态返回（错误报告）。读数据的同步时序图为：