1、第八章 系统总线一、总线基本概念总线：计算机系统中多个功能部件之间的连接线，通过它可以实现部件之间地址信息、数据和控制信息的传送。总线的分类a.内部总线 (又称芯片总线 )在集成电路芯片内部（含 CPU、 运算器等）或将不同的组成连接在一起的总线b.系统总线指计算机系统中模板与模板之间的连接总线，包含诸如 ISA、PCI、 AGP等总线方式c.外部总线外总线是指计算机系统之间或计算机系统与其外设通信的总线，如 RS 232通信总线、网线总线等。1、总线的特性物理特性描述总线的形状、数量、插头的形式等特性 ,如地址总线有 18根， RS-232的接口使用 9针 D型接口等。功能特性描述每一根线的
2、功能如：地址线的数量指明了 CPU能访问的主存范围，数据总线指明了一次交换的数据位数电气特性描述每一根线的有效电平及传送信号的方向。如：地址线单向传输，数据线双向传输，高电平有效、低电平有效。时间特性各线什么时间有效及相互之间的时序关系2、总线的标准化问题总线的标准化是实现兼容的一个重要的组成部分3、总线带宽指总线在单位时间内所能达到的最高传输速率，单位是 MB/S。它是衡量总线性能的重要技术指标。例 1 设一个 32位的处理器有 16位外部数据总线 ,时钟频率为 50MHZ,若总线传输的最短周期为 4个时钟周期 ,问处理器的最大数据传输率是多少 ?若想提高一倍数据传输率 ,可采用什么措施 ?
3、解 :数据传输率即单位时间内 (1秒 )传输的数据量数据传输率 = 2B * 50MHZ/ 4 = 25MB/s要把总线的数据传输率提高一倍 ,可采取的方法有三种 :1)数据总线的宽度提高到 32位 ,此时 :数据传输率 = 4B * 50MHZ/ 4 = 50MB/s2)将总线的时钟频率提高到 100MHZ,此时 :数据传输率 = 2B * 100MHZ/ 4 = 50MB/s3)将传输的最短时间缩短为 2个时钟周期 ,此时 :数据传输率 = 2B * 50MHZ/ 2 = 50MB/s例 2 某网络每秒发出 30次访问请求，每次请求的数据量为64KB。问 100M的网络能否承受该访问？30
4、*64K*8 = 15360Kb= 15Mb 100Mb二、总线的连接方式1、单总线结构特点a.访内和访外指令相同 ,由地址来处分 ,减少了一类 I/O指令b.总线简单，使用灵活，易于扩展c. 所有设备分时工作，适用于慢速的小型或微型计算机系统中d.适用于高速外设的情况e.任意两外设之间可以直接交换信息 (其中主设备需有总线控制能力 )2、双总线结构在单总线结构的基础上增加主存总线组成特点a.由于外设和内存分处与不同总线，分访 内和访外 指令。b.主存总线的增加减轻了系统总线的负担，提高了并行性。c.仍然保持了单总线结构的系统简单、易于扩充的优点。3、三总线结构在双 总线结构的基础上增加 I/O总线组成特点a.由于外设和内存分处与不同总线，分访内和访外指令。b. 并行性进一步提高，通道处理机分担了部分 CPU的 I/O功能。4、总线结构对计算机系统性能的影响 对最大存储容量的影响单总线结构对最大存储容量有影响双总线和三总线结构对最大存储容量没有影响 对指令系统的影响单总线结构没有访内 /访外指令之分双总线和三总线结构访内和访外用不同的指令来区分吞吐量单总线结构的吞吐量小三总线结构的吞吐量大双总线结构的吞吐量居中
