計(jì)算機(jī)組成原理 第三章系統(tǒng)總線 第六節(jié)總線通訊控制

第六節(jié)總線通訊控制(總線定時(shí))總線完成一次傳輸，分四個(gè)階段：總線裁決：決定哪個(gè)主控設(shè)備使用總線尋址階段：主控設(shè)備送出要訪問(wèn)的主存或設(shè)備的地址，同時(shí)送出有關(guān)命令(讀或?qū)懙?，啟動(dòng)從設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸階段：主、從設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換結(jié)束階段：有關(guān)信息在總線上撤銷(xiāo)，讓出總線使用權(quán)總線通信控制的目的：解決主、從設(shè)備如何獲知傳輸開(kāi)始和傳輸結(jié)束，以及通信雙方如何協(xié)調(diào)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。有四種通信方式：同步、異步、半同步、分離式通信同步通信控制控制線中有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)線，掛接在總線上的所有設(shè)備都從這個(gè)公共的時(shí)鐘線上獲得定時(shí)信號(hào)，一定頻率的時(shí)鐘信號(hào)定義了等間隔的時(shí)間段，這個(gè)固定的時(shí)間段為一個(gè)時(shí)鐘周期，也稱(chēng)總線周期。每種總線操作都有一個(gè)確定的通信協(xié)議（規(guī)定在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)交換哪些信息）。例如，在處理器-主存總線上執(zhí)行存儲(chǔ)器讀操作，其協(xié)議為：在第1個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送地址和存儲(chǔ)器讀命令，然后存儲(chǔ)器被要求在第5個(gè)時(shí)鐘將數(shù)據(jù)放到總線上。優(yōu)點(diǎn)：速度快，并且接口邏輯很少（因?yàn)閰f(xié)議簡(jiǎn)單）。缺點(diǎn):①總線上的每個(gè)設(shè)備必須以同樣的時(shí)鐘速率進(jìn)行工作。

②由于時(shí)鐘偏移問(wèn)題，同步總線不能很長(zhǎng).同步定時(shí)方式（讀操作）示意圖

異步通信控制

非時(shí)鐘定時(shí)，沒(méi)有一個(gè)公共的時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。因此，能夠連接帶寬范圍很大的各種設(shè)備。總線能夠加長(zhǎng)而不用擔(dān)心時(shí)鐘偏移問(wèn)題。

采用握手協(xié)議（應(yīng)答方式）。由一系列步驟組成，只有當(dāng)雙方都同意時(shí)，發(fā)送者或接收者才會(huì)進(jìn)入到下一步，協(xié)議通過(guò)一對(duì)附加的“握手”信號(hào)線（Ready、Ack）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

異步通信有非互鎖、半互鎖和全互鎖三種方式

優(yōu)點(diǎn)：靈活，可掛接各種具有不同工作速度的設(shè)備。

缺點(diǎn):①對(duì)噪聲較敏感。②接口邏輯較復(fù)雜。異步通信方式

三條控制線所以總時(shí)間為300ns。因而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸率為4B/300ns，即：13.3MB/s。同步和異步總線的最大帶寬比較異步總線的步驟和時(shí)間：第1步為：40ns；第2、3、4步為：Max(3x40ns，200ns)=200ns；（第2、3、4步都和存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)間重疊）第5、6、7步為：3x40ns=120ns?？倳r(shí)間為360ns，故數(shù)據(jù)傳輸率為4B/360ns=11.1MB/s由此可知：同步總線僅比異步快大約20%。