计组学习第四天 总线 2023.06.12

总线概述

总线定义

总线就是公共信息传送的线路
分时：同一时刻只允许一个设备在总线上传输数据，可以多个设备接收（不产生冲突就行）
共享：总线上挂着很多部件，部件之间都可以交换数据。

总线设备

按对总线有无控制功能分为主设备和从设备
主设备：获得总线控制权的设备
从设备：只能响应总线命令。

总线的分类

功能划分

片内总线

芯片内部的总线，就比如CPU内部，寄存器之间或者寄存器和ALU之间就是片内总线。

系统总线

数据总线：传输数据用的，位数和存储字长或者机器字长一样
地址总线：传输地址用的，位数和主存地址空间的大小有关。
控制总线：传送控制指令。

IO总线

连接低速IO设备（对于总线来说IO算是很慢的啦），将低速总线和高速总线分离，增加数据同步和系统总线的性能。

通信总线

通信总线是跨硬件的，计算机系统之外的传送信息的总线，也叫外部总线。

时序控制划分：同步总线和异步总线
数据传输划分：并行总线和串行总线

系统总线的结构

单总线结构

CPU，主存，IO设备都挂在一组总线上，允许之间进行信息交换，无需经过中间设备干涉。
单总线并不只是一条总线。包括地址总线、数据总线、控制总线。

双总线结构

主存总线：用于在CPU、主存和通道之间传送数据
IO总线：一条用于IO设备，相当于低速总线
通道：就是高速处理IO的一个设备，主要在操作系统中详解。

三总线结构

主存总线、IO总线和DMA（直接内存访问）总线
注：DMA是内存交互高速外设数据

总线标准（记不住）

总线的性能指标

总线传输周期：执行一次总线操作所需的时间，包括若干总线时钟周期构成。
总线时钟周期：机器的时钟周期
总线工作频率：总线上各种操作的效率，总线周期的倒数
总线时钟频率：机器的时钟频率，时钟周期的倒数。
总线宽度：同时能够传送的数据位数，xx位总线
总线带宽：最大数据传输率，一秒传多少字节。计算公式：总线工作频率*(总线宽度/8)
总线复用：不同时间传不同信息，大部分都采用总线复用。
信号线数：地址总线，数据总线和控制总线线数之和。

注意：地址总线和数据总线的区别
地址总线是单向的，用于CPU向主存外设传输地址信息。
数据总线是双向的，CPU可用于输出数据和读取数据。
这里联想到CPU内部的MAR和MDR，MDR是双向的，但MAR只能是单向的，只有M[MAR]->MDR中。

数据总线多少根就是指多少位数据