总线结构概述
pci总线结构介绍
PCI总线简介
PCI是外围设备互连（Peripheral Component Interconnect）的简称 ，作为一种通用的总线接口标准，它在目前的计算机系统中得到了非常 广泛的应用。PCI提供了一组完整的总线接口规范，其 目的是描述如何 将计算机系统中的外围设备以一种结构化和可控化的方式连接在一起， 同时它还刻画了外围设备在连接时的电气特性和行为规约，并且详细定 义了计 算机系统中的各个不同部件之间应该如何正确地进行交互。 pci总线在x86体系中比较常见，在arm体系的cpu里基本没有pci总线
PCI配置寄存器
（一）pci配置寄存器 每个pci设备都有一个私有的至少256字节的地址空间，前64字节是标准 的（每个pci设备都有），后面的空间依赖设备来配置。 配置寄存器里包含了如下信息： 1.此pci设备的设备信息,如厂商id，设备id等 2.此设备工作时需要的io地址和mem地址起始地址以及长度 3.设备的irq号等 （二）配置寄存器的作用 1.linux内核启动时会从pci设备的配置寄存器里读取内存/IO起始地址 以及irq，并把这些信息赋值给struct pci_dev的相应成员； 2.pci驱动也会读写配置寄存器获得/保存设备相关的信息。 （三）配置寄存器的初始化 系统启动时，BIOS会为每个pci设备分配内存、IO空间以及irq号，并写 入相应pci设备的配置寄存器里去。
物理结构
设备注册
资源分配 设备和驱动的匹 配方式
驱动和设备的匹配
当调用pci_register_driver(struct pci_driver *drv)时，系统会 遍历pci总线上的所有的pci设备，并拿每个pci设备来和驱动进行匹配： pci_bus_match->pci_match_device->pci_match_one_device
计算机组成原理第7章系统总线课件
7.1.1 总线的基本概念
总线宽度:指一次并行传输的信息位数。 总线频率:指总线工作时每秒内能传输数据的次数。 传输率:指每秒能够传输的字节数，用MB/s表示。
传输率和总线宽度、总线频率之间的关系是： 传输率=总线宽度／8×总线频率
7.1 总线概述
7.1.2 总线的工作原理
总线是以分时的方法来为多个部件服务的，但是在任意时刻只 为某两个部件或设备所占用。当总线上的一个部件要与另一个部件 进行通信时，首先应该发出总线请求信号。在某一时刻，可能会有 多个部件同时要求使用总线，总线控制机构根据一定的判决原则， 决定首先由哪个部件使用总线。只有获得了总线控制权的部件，才 能开始传送数据。此时发送信息的总线主部件分时的将信息发往总 线，再由总线将这些信息同时发往各个接收信息的总线从部件。究 竟哪个部件接收信息，是由获得总线控制权的总线主部件给出的地 址信息经过译码之后产生的控制信号来决定。
7.1.3 总线的结构
7.1.4 总线的分类
指令系 统
吞吐量
最大存储 容量
分类
7.2 总线的控制与通信
7.2.1 总线的控制
总线在任意时刻只被某两个部件或设备所占用。当总线 上的一个部件要与另一个部件进行通信时，首先应该发出总 线请求信号。在某一时刻，可能会有多个部件同时要求使用 总线，总线控制机构根据一定的判决原则，决定首先由哪个 部件使用总线。只有获得了总线控制权的部件，才能开始传 送数据。获得总线控制权的部件被称为主部件，主部件一旦 获得总线控制权后，就立即开始向另一个部件进行一次信息 传送。负责接收信息的部件被称为从部件。
计数器的初始值还可以由程序来设置，这就可以方便地改变优先 次序，增加系统的灵活性。
7.2 总线的控制与通信
总线基本知识(共34张PPT)
第3页，共34页。
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1.微型计算机总线概述
总线:是一组信号线的集合.它是器件之间通信和控制 的的渠道.
——以分时的方法来为多个部件服务的 ——总线仲裁电路来避免总线冲突
——总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度
—总线频率是总线时钟频率
—总线的宽度是指能够一次并行传送的信息位数
第4页，共34页。
RS-485采用半双工工作方式，因此，发送电路须由使能信号 加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉信号 线
第22页，共34页。
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2.ＵＳＢ总线
USB(UniversalSerialBus)是外围设备与计算机进行连接的 接口总线．
——即插即用，热拔插，接口体积小，节省资源，传输可 靠，提供电源，良好的兼容性，共享式通信和低成本 ——达到了480Ｍb/s的传输速度. ——半双工串行总线.
7.1 总线基本知识
第1页，共34页。
内容简介 重点/难点 习题解答
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内容简介
总线是微型计算机系统的重要组成部分，是系
统中传递各类信息的通道，也是微型计算机系统中 各模块间的物理接口，它负责CPU和其它部件之间 信息的传递。通过本章学习，熟悉总线的一般概念 和微机系统总线的组成，理解PCI总线、RS-232-C 总线和USB总线的性能特点、连接方法及应用场合， 学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。
初始化，在主控制器与USB设备之间建立通信信道。
•设备驱动程序(USBDeviceDriver) ——驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商
提供。
•USB芯片驱动程序(USBDriver)
总线结构概述范文
总线结构概述范文总线结构是计算机组成中的重要概念，它用于连接计算机的各个组件，包括CPU、内存、输入输出设备等，实现它们之间的信息传递和数据交换。
总线结构决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
总线结构可以分为系统总线和外设总线。
系统总线是计算机内部各个组件之间传输数据和控制信号的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
外设总线则是连接计算机与外部设备之间的接口，用于数据输入和输出。
在总线结构中，地址总线用于传输访问内存或外设所需的地址信息，它决定了计算机可以寻址的内存空间大小。
数据总线用于传输数据，它决定了计算机能够同时传输的数据位数。
控制总线用来控制各个设备的工作状态，包括读写控制、时序控制等，它决定了计算机的操作方式和数据传输的顺序。
总线结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构。
单总线结构是最简单的总线结构，所有的组件共享一条总线，这种结构简单、成本低，但是并发性能差。
双总线结构是在单总线结构的基础上增加了数据总线，将数据传输和控制传输分开，提高了并发性能。
多总线结构是在双总线结构的基础上增加了多条数据总线和控制总线，可以实现更复杂的数据交换和并行处理。
总线结构的选择取决于计算机的应用需求和性能要求。
在一般的个人计算机中，通常采用双总线结构或多总线结构，以提高计算机的运行速度和并发性能。
在服务器和超级计算机等大型计算机中，通常采用更复杂的多总线结构，以满足高性能计算的需求。
总线结构的设计需要考虑以下几个方面的因素。
首先是带宽，即总线能够传输的数据量，它决定了计算机的数据传输速度。
其次是传输的延迟，即数据从发出到接收的时间间隔，它决定了计算机的反应速度。
再次是可扩展性，即总线能够连接的设备数量和种类，它决定了计算机的可拓展性和灵活性。
最后是可靠性，即总线能够正常工作的稳定性和容错性，它决定了计算机的可靠性和持久性。
总的来说，总线结构是计算机组成的重要组成部分，它实现了计算机内部各个组件的连接和数据交换，决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
计算机组成原理(第4版)课件第7章 总线(第4版)
7.4 总线标准
总线的标准制定通常有两种途径，一 种是由具有权威性的国际标准化组织制定 并推荐使用的，称为正式标准；另一种是 由某个或某几个在业界具有影响力的设备 制造商提出，而又被业内其他厂家认可并 广泛使用的标准，即所谓事实标准，这些 标准可能需要经过一段时间的使用，被厂 商提供给有关组织讨论之后才能成为正式 标准。
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2.总线事务
通常把在总线上一对设备之间的一次信
息交换过程称为一个“总线事务”，把发出
总线事务请求的部件称为主设备，与主设备
进行信息交换的对象称为从设备。例如CPU
要求读取存储器中某单元的数据，则CPU是
主设备，而存储器是从设备。总线事务类型
通常根据它的操作性质来定义，典型的总线
事务类型有“存储器读”、“存储器写”、
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7.4.1 系统总线标准
通常，微机的系统总线都做成多个插 槽的形式，各插槽引脚通过总线连在一起。 总线接口引脚的定义、传输速率的设定、 驱动能力的限制、信号电平的规定、时序 的安排以及信息格式的约定等，都有统一 的标准。
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7.4.1 系统总线标准（续）
1.PC/XT总线
PC/XT总线是早期PC/XT微机所配备 的系统总线，是9位总线标准。
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7.1 总线概述
总线是一组能为多个部件分时共享的 公共信息传送线路。共享是指总线上可以 挂接多个部件，各个部件之间相互交换的 信息都可以通过这组公共线路传送；分时 是指同一时刻总线上只能传送一个部件发 送的信息。
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7.1 .1 总线的基本概念
总线采用分时共享技术，当总线空闲 （所有部件都以高阻状态连接在总线上） 时，如果有一个部件要与目的部件通信， 则发起通信的部件驱动总线，发出地址和 数据。其他以高阻状态连接在总线上的部 件如果收到与自己相符的地址信息后，即 接收总线上的数据。发送部件完成通信后， 将总线让出（输出变为高阻态）。
单片机总线概述,单片机的三总线结构
单片机总线概述，单片机的三总线结构
一、总线概述
计算机系统是以微处理器为核心的，各器件要与微处理器相连，且必须
协调工作，所以在微处理机中引入了总线的概念，各器件共同享用总线，任何
时候只能有一个器件发送数据(可以有多个器件同时接收数据) 。
计算机的总线分为控制总线、地址总线和数据总线等三种。
而数据总线
用于传送数据，控制总线用于传送控制信号，地址总线则用于选择存储单元或外设。
二、单片机的三总线结构
51 系列单片机具有完善的总线接口时序，可以扩展控制对象，其直接寻址能力达到64k( 2 的16 次方) 。
在总线模式下，不同的对象共享总线，独立编址、分时复用总线，CPU 通过地址选择访问的对象，完成与各对象之间的信息传递。
单片机三总线扩展示意如图1 所示。
1、数据总线
51 单片机的数据总线为P0 口，P0 口为双向数据通道，CPU 从P0 口送出和读回数据。
2、地址总线
51 系列单片机的地址总线为16 位。
为了节约芯片引脚，采用P0 口复用方式，除了作为数据总线外，在ALE 信号时序匹配下，通过外置的数据锁存器，在总线访问前半周期从P0 口送出低8 位地址，后半周期从P0 口送出8 位数据。
高8 位地址则通过P2 口送出。
总线型结构名词解释
总线型结构名词解释
总线型结构是一种计算机结构，其中所有的组件都连接到中央总线上，数据和指令通过总线进行传输。
这种结构是最常见的计算机结构之一，因为它为计算机系统提供了高度的可扩展性和互操作性。
总线通常被分为三个主要部分：数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输内存或外设的地址，控制总线用于控制数据的传输和处理。
总线型结构的优点包括易于设计和实现、易于扩展和维护、成本较低，并且支持多个设备的连接。
然而，它也存在一些缺点，例如总线带宽可能成为瓶颈，导致系统响应速度变慢，还可能存在冲突和竞争问题，会影响系统的性能。
总之，总线型结构是一种经典的计算机结构，被广泛应用于各种计算机系统和设备中。
它的设计和应用对于计算机工程师和科技爱好者来说都是重要的研究领域。
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总线网络结构知识
总线网络结构知识网络的拓扑结构是抛开网络物理连接来讨论网络系统的连接形式，网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。
拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、总线结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构、分布式结构等。
星型结构星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。
网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。
它具有如下特点：结构简单，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较小，传输误差较低。
但缺点也是明显的：成本高、可靠性较低、资源共享能力也较差。
环型结构环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。
环型结构具有如下特点：信息流在网中是沿着固定方向流动的，两个节点仅有一条道路，故简化了路径选择的控制；环路上各节点都是自举控制，故控制软件简单；由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点，当环中节点过多时，势必影响信息传输速率，使网络的响应时间延长；环路是封闭的，不便于扩充；可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪；维护难，对分支节点故障定位较难。
总线型结构总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。
各节点在接受信息时都进行地址检查，看是否与自己的工作站地址相符，相符则接收网上的信息。
总线型结构的网络特点如下：结构简单，可扩充性好。
当需要增加节点时，只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连，当总线负载不允许时还可以扩充总线；使用的电缆少，且安装容易；使用的设备相对简单，可靠性高；维护难，分支节点故障查找难。
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总线结构概述
PC的组成部件都是通过数据总、地址总线和控制总线这三组，总线连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的，因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。
一、概述
1.地址总线AB（Address Bus）
是用来传送地址信息的信号线，其特点是：
(1).地址信号一般都由CPU发出，当采用MDA(Direct Memory Access，即直接内存访问)方式访问内存和I/O设备时，地址信号也可以由DMA控制器发生，并被送往各个有关的内存单元或I/O接口，实现CPU对内存或I/O设备的寻址（在PC中，内存和I/O设备的寻址都是采用统一编址方式进行的），即采用单向传输，动态控制（在计算机中，由于采用二进制工作方式，一般只有两种状态，即“1”和“0”，但是当计算机各总线上，显示“0”状态时，在电气上的效果相当于总线脱离。
(2).CPU能够直接寻找内存地址的范围是由地址线的数目（由于一条地址总线一次传送一位二进制数的地址，故也叫地址总线的位数）决定的，即PC系统中所能安装内存容量上限由CPU的地址总线的数目决定。
CPU能够直接寻址的内存范围上限为2CPU的地址总线数目
2.数据总线DB（Data、Bus）
用来传送数据信息的信号线，这些数据信息可以是原始数据或程序。
数据总线来往于CPU、内存和I/O设备之间，其特点是：
(1).双向传输，三态控制：即可以由CPU送往内存或I/O设备，也可以由内存或I/O设备送往CPU。
(2).数据总线的数目称为数据宽度（由于一条数据线一次可传送一位二进制数，故也称位数），数据总线宽度决定了CPU一次传输的数据量，它决定了CPU的类型与档次。
3、控制总线CB（Control Bus）
是用来传送控制信息的信号线，这些控制信息包括CPU对内存和I/O 接口的读写信号，I/O接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号，CPU对这些I/O接口回答与响应信号，I/O接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。
控制总线来往于CPU、内存和I/O设备之间，其特点是：
在单向、双向、双态等种形态，是总线中最复杂、最灵活、功能最强的，其数量、种类、定义随机型不同而不同。
二、总线的分类
总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
1.按相对于CPU与其芯片的位置来分
(1).片内总线：指在CPU内部各寄存器、算术逻辑部件ALU，控制部件以及内部高速缓冲存储器之间传输数据所用的总线，即芯片内部总线。
(2).片外总线：通常所说的总线（BUS）指的外总线，是CPU与内存RAM、ROM和输入输出（I/O）设备接口之间进行通讯的数据通道，CPU通过总线实现程序存取命令，内存/外设的数据交换在CPU与外设一定的情况下，总线速度是限制计算机整体性能的最大因数。
2.按总线功能分
(1).地址总线：(AB)用来传递地址信息
(2).数据总线:(DB)用来传递数据信息
(3).控制总线：(CB)用来传送各种控制信号
3.按总线的层次结构分
(1).CPU总线：包括CPU地址线(CAB)，CPU数据线(CDB)和CPU控制线(CCD)，其用来连接CPU和控制芯片。
(2).存储器总线：包括存储器地址线(MAB)、存储器数据线(MDB)和存储器控制线(MCD)，用来连接内存控制器(北桥)和内存。
(3).系统总线：(I/O扩展总线)也称为I/O通道总线或I/O扩展总线，包括系统地址线(SAB)，系统数据线(SDB)和系统控制线(SCD)，用来与I/O扩展槽上的各种扩展卡相连接。
(4).外部总线：(外围芯片总线)用来连接各种外设控制芯片，如主板上的I/O控制器(如硬盘接口控制器、软盘驱动控制器、串行/并行接口控制器等)，和键盘控制器，包括外部地址线(XAB)、外部数据线(XMB)和外部控制线(XCB)。
4.系统总线（I/O扩展总线)又分为ISA、PCI、AGP等多种标准
(1).ISA(Industry standard architecture,工业标准结构)是IBM
公司为286AT电脑制定的总线工业标准，也称为AT标准。
(2).PCI(peripheral component interconnet,外部设备互连)是
SIG(spelial interest group)集团推出的总线结构。
(3).AGP(accelerated graphics port，加速图形端口)是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范，因为它是点对点连接，即连接控制芯片和AGP
显卡，因此严格说来，AGP也是一种接口标准。
三、总线主要的技术指标
1、总线的带宽（总线数据传输速率）
总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量，即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。
与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率，它们之间的关系：
总线的带宽＝总线的工作频率*总线的位宽/8
2、总线的位宽
总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数，或数据总线的位数，即32位、64位等总线宽度的概念。
总线的位宽越宽，每秒钟数据传输率越大，总线的带宽越宽。
3、总线的工作频率
总线的工作时钟频率以MHZ为单位，工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。
四、总线命令含义
ADS#地址通讯
STOP#停止
SMIACT#激活系统管理中断ACAS写功能
D/C数据/控制
LOCK#锁存
TWE#TAG写效能
PC-LINK[15:0]PCI链锁
M/IO#记忆器/IO DEVSEL#设备选择
COE#CACHE输出效能
1+STB:[1:0]记忆器选通W/R#读写
PAR奇偶校验
GNE[7:0]#全写效能MADV#MEHORY优先
BRDY#总线就绪
REQ[2:0]请求
TIO[7:0]TAG地址
PCMD[1:0]PCI命令
EADS#外部地址选通
GNT[2:0]PCI允许
H-LINK主时钟输入
BOE#BOST输入功能
HZTM#中较正
RE23#/MREQ#
PCLINK时钟输入
MOE#MEMY输入功能
BOFF#退去
PHLD#PCI保持
AD地址/数据
POE#PLINK输入功能AHOLD地址保持
PHLD#PCI保持响应
C/BE[3:0]命令/字节使能MXSCSH多功能选择
NA#下位地址
RAS[3:0]行选
FRAME#结构
KEN#/ZNLCACHE效能
CAS[7:0]列选
TRDY#目标就绪
CACHE#CACAHE效应
MA内存地址
IRDY#初始就绪
HLOCK#主锁存SRASA#SDRAM行选。