总线系统-第一节 总线的概念和结构

一、总线的基本概念

  总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。

　　一个单处理器系统中的总线，大致分为三类：

(1)内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。

(2)系统总线：CPU同计算机系统的其他高速功能部件，如存储器、通道等互相连接的总线。

 (3)I/O总线：中、低速I/O设备之间互相连接的总线。

1.总线的特性

物理特性：指总线的物理连接方式，包括总线的根数，总线的插头、插座的形状，引脚线的排列方式等。

功能特性：描述总线中每一根线的功能。

电气特性：定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围。送入CPU的信号叫输入信号(IN)，从CPU发出的信号叫输出信号(OUT)。

时间特性:定义了每根线在什么时间有效。规定了总线上各信号有效的时序关系，CPU才能正确无误地使用。

2.总线的标准化

   相同的指令系统，相同的功能，不同厂家生产的各功能部件在实现方法上几乎没有相同的，但各厂家生产的相同功能部件却可以互换使用，其原因在于它们都遵守了相同的系统总线的要求，这就是系统总线的标准化问题。

 总线带宽：总线本身所能达到的最高传输速率，是衡量总线性能的重要指标，单位兆字节每秒(MB/s)。

二、总线的连接方式

1、单总线结构

　　在许多单处理器的计算机中，使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备，叫做单总线结构。

2、双总线结构

　　这种结构保持了单总线系统简单、易于扩充的优点，但又在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线，使CPU可通过专用总线与存储器交换信息，并减轻了系统总线的负担，同时主存仍可通过系统总线与外设之间实现DMA操作，而不必经过CPU。