1、匯流排的基本概念

1.為什麼要用匯流排？

馮諾依曼將電腦分為五部分：運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備。要將這些設備連接起來需要較多的通路。

2.匯流排

匯流排式連接各個部件的信息傳輸線，是各個部件共用的傳輸介質。

3.匯流排上信息的傳送

串列：一次傳輸一位信號。

並行：傳輸距離較短，

4.匯流排結構的電腦舉例

4.1 單匯流排結構框圖

4.2 面向CPU的雙匯流排結構框圖

4.3 以存儲器為中心的雙匯流排結構框圖

2、匯流排的分類

1.片內匯流排：晶元內部的匯流排

2.系統匯流排：電腦各部件之間的信息傳輸線

• 數據匯流排：雙向與機器字長、存儲字長有關
• 地址匯流排：單向與存儲地址、I/O地址有關
• 控制匯流排：有出、有入

3.通信匯流排：

用於電腦系統之間或電腦系統與其他系統（如控制儀錶、移動通信等）之間的通信

• 串列通信匯流排
• 並行通信匯流排

3、匯流排特性及性能指標

1.匯流排物理實現

2.匯流排特性

• 機械特性：尺寸、形狀、管腳數及排列順序
• 電器特性：傳輸方向和有效電平範圍
• 功能特性：每根傳輸線的功能（地址、數據、控制）
• 時間特性：信號的時序關係

3.匯流排的性能指標

• 匯流排寬度：數據線的根數
• 標準傳輸率：每秒傳輸的最大位元組數（MBps）
• 時鐘同步/非同步：同步、不同步
• 匯流排復用：地址線與數據線復用
• 信號線數：地址線、數據線和控制線的總和
• 匯流排控制方式：突發、自動、仲裁、邏輯、計數
• 其他指標：負載能力

4.匯流排標準

4、匯流排結構

1.單匯流排結構

2.多匯流排結構

雙匯流排結構 三匯流排結構 I/O匯流排、 四匯流排結構

5、匯流排控制

1.匯流排判優控制

基本概念

• 主設備（模塊）：對匯流排有控制權
• 從設備（模塊）：響應從主設備發來的匯流排命令
• 匯流排判優控制
  • 集中式：
  • 鏈式查詢
  • 計數器定時查詢
  • 獨立請求方式
  • 分散式

2.匯流排通信控制

目的：解決通信雙方協調配合問題

匯流排傳輸周期：

• 申請分配階段：主模塊申請，匯流排仲裁決定
• 定址階段：主模塊向從模塊給出地址和命令
• 傳輸階段：主模塊和從模塊交換數據
• 結束階段：主模塊撤銷有關消息

匯流排通信的四種方式

• 同步通信：由統一時標控制數據
• 非同步通信
• 半同步通信
• 分離式通信

（1）同步式數據輸入

（4）半同步通信（同步、非同步結合）

同步 發送方用系統時鐘前沿發信號
  接收方用系統時鐘後沿判斷、識別

非同步 允許不同速度的模塊和諧工作
  增加一條“等待”響應信號 WAIT

上述三種通信的共同點：

一個匯流排傳輸周期（以輸入數據為例）

• 主模塊發地址、命令（占用匯流排）
• 從模塊準備數據（不占用匯流排）
• 從模塊向主模塊發數據（占用匯流排）

（5）分離式通信

充分挖掘系統匯流排每個瞬間的潛力

一個匯流排傳輸周期：

• 子周期1：主模塊申請占用匯流排，使用完後即放棄匯流排的使用權
• 子周期2：從模塊申請占用匯流排，將各種信息送至匯流排上

特點

1. 各模塊有權申請占用匯流排
2. 採用同步方式通信，不等對方回答
3. 各模塊準備數據時，不占用匯流排
4. 匯流排被占用時，無空閑