计算机系统概论之系统总线

1.总线概念

         计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种，一种是各部件之间通过单独的连线，叫做分散链接；另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上，叫做总线链接。
        早期计算机是以分散链接方式，结构非常复杂。它是以运算器为中心的机构，其内部连线十分复杂，尤其是当I/O与存储器交换信息时，都需要经过运算器，致使运算器停止运算，严重影响了CPU的工作效率。

        总线是链接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。当多个部件与总线相连时，如果出现两个或两个以上部件同时向总线发信息时，势必导致信号冲突，传输无效。因此，一个时刻，只允许一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线获取信息。

         总线实际上是由许多传输线或通路组成，每条线可传输一位二进制代码，一串二进制代码可在一段时间内依次传输完成，如16条传输线组成的总线，可同时传输16位二进制代码。大体结构如图3.1所示：

        

2.总线分类

        总线的应用很广泛，从不同角度可以有不同的分类方法。按数据传输可分为并行传输和串行传输，在并行传输中又可按照数据宽度分为8位，16位，32位，64位等。若按使用范围划分，则又有计算机总线，测控总线，网络通信总线等

3.总线特性及性能指标

        3.1 总线特性                （1）机械特性

                    指总线在机械连接方式上的一些特性，比如几何图形，插座使用的标准等。

                （2）电气特性

                    指总线在每根传输线上的信号的传递方向，和有效的电平范围。

                （3）功能特性

                    指每根传输线的功能，如地址，数据等。

                （4）时间特性

                    指任意一根线在什么时间内有效。

        3.2 总线性能指标                （1）总线宽度
                     指数据总线的根数。如6位，8位等。

                （2）标准传输率

                    即在总线上每秒传输的最大字节量，用MB/s表示。

                （3）时钟同步/异步

                    总线上的数据与是时钟同步则为同步总线，反之位异步总线。

                （4）总线复用

                    如地址总线和数据总线，这两条线路应该分开，为了复用，特将这两条总线公用同一线路。

             
4000
  （5）信号线数

                    即地址总线，数据总线和控制总线，这三根总线的线数之和。

                （6）总线控制方式

                    包括：并发工作，自动配置，仲裁方式，逻辑方式，计数方式等。

                （7）其他

                    比如负载能力等等。