总线系统-第三节 总线仲裁、定时和数据传送模式

一、总线仲裁

  连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。

  为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。对多个主设备提出的占用总线请求，一般采用优先级或公平策略进行仲裁。按照总线仲裁电路的位置不同，仲裁方式分为集中式仲裁和分布式仲裁两类。

1、集中式仲裁

  集中式仲裁中每个功能模块有两条线连到中央仲裁器：一条是送往仲裁器的总线请求信号线BR，一条是仲裁器送出的总线授权信号线BG。

集中式仲裁的三种控制方式：

•链式查询方式：通过查询链将需要占用总线的设备连接，并由查询链判别并接收设备对总线的占用。

  链式查询方式的主要特点：离中央仲裁器最近的设备具有最高优先级，通过接口的优先级排队电路来实现。

  链式查询方式的优点: 只用很少几根线就能按一定优先次序实现总线仲裁，很容易扩充设备。

   链式查询方式的缺点: 对询问链的电路故障很敏感。查询链的优先级是固定的，如果优先级高的设备出现频繁的请求时，优先级较低的设备可能长期不能使用总线。

•计数器定时查询方式：总线上的任一设备要求使用总线时，中央仲裁器让计数器开始计数，计数值通过一组地址线发向各设备。判别并接收设备对总线的占用。

  计数器的初值可用程序来设置，可以方便地改变优先次序。

•独立请求方式：每一个共享总线的设备均有一对总线请求线BRi和总线授权线BGi。中央仲裁器中的排队电路决定首先响应哪个设备的请求，给设备以授权信号BGi。

独立请求方式的优点：响应时间快；对优先次序的控制相当灵活；可以用屏蔽(禁止) 响应来自无效设备的请求。

2、分布式仲裁

  分布式仲裁不需要中央仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。

  当它们有总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上