计算机系统中的总线结构与仲裁机制
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更新于2024-07-02
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"本文主要介绍了计算机系统中的总线概念,包括总线的定义、层次结构、总线仲裁机制以及总线标准的相关知识。"
在计算机系统中,总线扮演着至关重要的角色,它是连接不同模块间进行信息传输的公共通道。总线不仅仅是一组物理线路,还包含了管理数据传输的一系列规则,即总线协议。总线可以被视为一个独立的功能组件,通常由数据线、地址线、控制信号、电源线和地线等组成,有时还包括备用线,以应对各种不同的传输需求。
总线按照层次结构可以分为三类:
1. 片总线(Chip Bus)或元件级总线,主要用于连接不同芯片形成特定功能模块,如CPU模块。
2. 内总线(Internal Bus)或系统总线、板级总线,负责微机系统内部各个插件,如CPU、存储器和I/O接口间的通信。
3. 外总线(External Bus)或通信总线,用于微机系统间的通信,或者微机系统与其他设备(如仪器、仪表)的连接,常见的外总线标准有EIARS-232C、IEEE-488、SCSI、USB等。
总线仲裁是解决多个模块同时请求使用总线时的冲突问题。当多个具有总线控制能力的模块同时请求总线时,总线仲裁器会根据一定的策略决定哪个模块优先获得总线使用权。仲裁方式主要有串行仲裁和并行仲裁两种。串行仲裁中,模块的优先权与其在串行链中的位置有关,而并行仲裁则通过优先权编码器和译码器来确定最高优先级的模块。
总线标准是确保不同硬件设备能够互相兼容和通信的重要规范。它包括机械特性(如模块尺寸、接口规格)、电气特性(如信号电平、噪声容限)、功能特性(定义信号名称和功能)以及规程特性(描述信号操作顺序和时序)。历史上出现过多种总线标准,如Intel MultiBus、Zilog Z-Bus、IBM PC/XT总线、IBM PC/AT总线、ISA总线、EISA总线等,这些标准随着技术发展不断演进,推动了计算机系统的互联和扩展能力。
2021-10-10 上传
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