第三章 系统总线

3.5总线控制

总线控制器分类：

1. 判优控制（或称仲裁逻辑）；

2. 通信控制。

3.5.1总线判优控制

总线设备分类：按照对总线有无控制功能——

1. 主设备：对总线有控制权；

2. 从设备：只能响应从主设备发来的总线命令，对总线没有控制权。

总线控制器：

1. 功能：若多个主设备同时要使用总线时，就由总线控制器的判优、仲裁逻辑按一定的优先等级顺序确定哪个主设备能使用总线，只有获得总线使用权的主设备才能开始传送数据；

2. 分类：

1. 集中式：将控制逻辑集中在一起；

2. 分布式：将控制逻辑分散在与总线连接的各个部件或设备上。

集中控制优先权仲裁方式：

1. 链式查询：控制总线中有3根线（BS总线忙、BR总线请求、BG总线同意）——只需要很少几根线就能按一定优先次序实现总线控制，并且很容易扩充设备，但对电路故障很敏感，且优先级别低的设备可能很难获得请求；

2. 计数器定时查询：循环方法，设备使用总线的优先权相等，优先次序可以改变；这种方式对电路故障不如链式查询方式敏感，增加了控制线（设备地址）数，控制也较复杂；

3. 独立请求方式：响应速度快，优先次序控制灵活（通过程序改变），但控制线数量多，总线控制更复杂。

3.5.2总线通信控制

总线周期

1. 定义：完成一次总线操作的时间；

2. 阶段：

1. 申请分配阶段；

2. 寻址阶段；

3. 传输阶段；

4. 结束阶段。

总线通信控制：

1. 功能：主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调如何配合；

2. 方式：

1. 同步通信：通信双方由统一时标控制数据传送称为同步通信；

2. 异步通信：异步通信克服了同步通信的缺点，允许各模块速度的不一致性，给设计者充分的灵活性和选择余地；

   应答方式：

1. 不互锁方式；

2. 半互锁方式；

3. 全互锁方式；

3. 半同步通信：半同步通信既保留了同步通信的基本特点，同时又像异步通信那样，允许不同速度的模块和谐地工作；

4. 分离式通信：

   特点——

1. 各模块欲占用总线使用权都必须提出申请；

2. 在得到总线使用权后，主模块在限定的时间内向对方传送信息，采用同步方式传送，不再等待对方的回答信号；

3. 各模块在准备数据的过程中都不占用总线，使总线可接受其他模块的请求；

4. 总线被占用时都在做有效工作，或者通过它发送命令，或者通过它传送数据，不存在空闲等待时间，充分地利用了总线的有效占用，从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行式传送，这对大型计算机系统是极为重要的。