总线仲裁方法解析：优缺点与常见算法

"总线仲裁优先级算法-微机原理_第六章_总线和总线标准" 在微机原理中，总线是系统中各模块间传递信息的关键部分，而总线仲裁则是多模块共享总线时决定使用权的重要机制。本章主要探讨了两种总线仲裁优先级算法以及三种总线仲裁方法。 首先，总线仲裁优先级算法分为固定优先级算法和循环优先级算法。固定优先级算法按照预设的顺序确定总线使用权，某一模块始终具有较高的优先级，适合实时性要求高的系统。然而，这种算法的缺点是控制线多、逻辑复杂，不便于系统扩展，当主控器数量增加时，问题更为突出。相比之下，循环优先级算法则在各个模块间轮流分配总线使用权，避免了固定优先级可能导致的僵化问题，但同样存在扩展性不足的问题。 接着，总线仲裁方法主要包括“菊花链”仲裁、并行仲裁和并串行二维仲裁。“菊花链”仲裁中，每个模块都连接到前一个模块，形成一个链状结构，由总线请求信号BR和总线允许信号BE进行控制，依次传递仲裁权。并行仲裁是指所有模块同时向总线控制器发送请求，控制器根据优先级规则快速决定胜出者。并串行二维仲裁结合了并行和串行的特点，通常用于大型系统，既能提高仲裁速度，又能处理更多模块的接入。 总线操作包括总线请求和仲裁、寻址、传数和结束四个阶段。在总线请求和仲裁阶段，模块提出对总线的请求，通过仲裁机制决定哪个模块可以获取总线；寻址阶段，主模块通过地址总线给出目标模块的地址；传数阶段，数据总线承载数据在主从模块间传输；最后是结束阶段，标志本次总线操作完成。 此外，总线通常由控制总线、地址总线和数据总线组成，还有如读写控制线、握手线、判决线等辅助信号线。控制总线决定了微处理器的接口特性，地址总线用于指定数据的来源或去向，数据总线则用于数据的双向传输。总线模块分为总线主模块、总线从模块和主从模块，各自承担不同的功能角色。 总线和总线仲裁是微机系统中至关重要的组成部分，它们协调着系统的数据传输，确保信息交换的高效和准确。理解和掌握这些知识对于设计和优化微机系统具有基础性和实践性的意义。