系统总线的功能在逻辑上被划分为三部分:地址总线、数据总线和控制总线。数据传送总线,总线,母线联结计算机主要部件的一组平行导线,使得电脉冲得以在相联部件之间传输。控制总线则包含几条表示路由分时和系统的控制信号。
计算机系统的五大部件之间的互联方式有两种,一种是各部件之间通过单独的连线,叫做分散连接;另一种是将各个不见连到一组公共信息传输线上
,叫做总线连接。
总线就是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。总线实际上是有许多传输线或通路组成。
总线完成一次传输,分四个阶段:
1)总线裁决:决定哪个主控设备使用总线;
2)寻址阶段:主控设备送出要访问的主存或设备的地址,同时送出有关命令(读或写等),启动从设备;
3)数据传输阶段:主、从设备间进行数据交换;
4)结束阶段:有关信息在总线上撤销,让出总线使用权。
总线通信控制的目的:解决主、从设备如何获知传输开始和传输结束,以及通信双方如何协调进行数据通信。
有四种通信方式:
同步、异步、半同步、分离式通信。
1)同步通信控制
控制线中有一个时钟信号线,挂接在总线上的所有设备都从这个公共的时钟线上获得定时信号,一定频率的时钟信号定义了等间隔的时间段,这个固定的时间段为一个钟周期,也称总线周期。
2)异步通信方式
三条控制线:
ReadReq:读请求,告诉从设备进行读操作地址信息同时送到地址/数据线上;
DataRdy:数据就绪,从设备已准备好数据,主设备可取数据同时送到地/数据线上;
Ack:回答信号线,表示已收到对方的请求信号。
3)半同步通信控制
为解决异步通信方式对噪声敏感的问题,一般在异步总线中引入时钟信号,就绪和应答等定时信号都在时钟的上升沿有效,这样信号的有效时间限制在时钟到达的时刻,而不受其他时间的信号干扰。这种通信方式称为半同步通信方式。
4)分离式通信控制
基本思想:将一个传输操作事务分成两个子过程。在第一个子过程中,主控设备A在获得总线使用权后,将请求的事务类型(即总线命令)、地址以及其他有关信息(如标识主控设备身份的编号等)发送到总线上,从设备B记录下这些信息。主控设备发完这些信息后便立即释放总线,这样其他设备便可使用总线。在第二个子过程中,从设备B收到主控设备A发来的信息后,就按照其请求的命令进行相应的操作,当准备好主控设备所需的数据后,从设备B便请求使用总线,一旦获得使用权,则从设备B就将主控设备A的编号及所需的数据等送到总线上,这样主控设备A便可接收数据。
优点:提高整个系统的总有效带宽。
缺点:控制相当复杂,开销大。