概概述
基本概念
1、总线：是构成计算机互联的机构，是多个系统功能部之间进行数据传输的公共通路
2、总线的分类：
内部总线、系统总线、IO总线
内部总线：cpu连接寄存器及各运算部件的总线
系统总线：cpu连接其他高速功能（如存储器）的总线
IO总线：中低速IO设备之间互相连接的总线
3、总线的特性
4、总线带宽
总线本身能够达到的最高传输速率，单位是MB/s（兆字节每秒）
也可以指一次操作可以传输的数据位数
总线的连接方式
通过适配器将各种外围设备连接到cpu上，适配器也被称为接口
单总线结构
多总线结构
1、高速、中速、低速设备连接到了不同的总线上同时进行工作
2、提高了总线的效率和吞吐量
3、处理器结构的变化不影响高速总线
总线的内部结构
早期总线的内部结构
信号线可以分为三类：
1、地址线：一般是单向的，用于传送主存和设备的地址
2、数据线：双向的，用来传送数据
3、控制线: 单向的
当代总线的内部结构
1、数据传输线：由地址线、数据线、控制线组成，为了减少引脚数量，64位数据的低32位数据线常常和地址线采用多路复用
2、仲裁线：总线请求线、总线授权线
3、中断、同步总线：用于处理带优先级的中断操作
4、公用线：包括时钟信号线、电源线、地线、系统复位线、加电或断电的时序信号线
实例
1、CPU总线：包含64位数据线和32地址线的同步总线
2、PCI总线：用于连接高速的I/O设备模块
3、ISA总线：用于连接低速的I/O设备
总线接口
信息的传送方式、
共有三种串行传输、并行传送、分时传送
串行传送
只有一根传输线，采用脉冲传送，有拆卸（并串转换）和装配（串并转换）过程
优点是只需要一根传送线，成本比较低
并行传送
并行传送采用电位传送
优点传送数据的速度比串行传送速度快的多
接口
接口的功能
1、控制：控制外围设备的动作
2、缓冲：补偿各种设备在速度上的差异
3、状态：监视外围设备工作状态并保存状态信息
4、转换：可以完成任何要求的数据转换
5、整理：完成一些特别的功能，在需要时可以修改字计数器或当前内存地址寄存器
6、程序中断：
总线的仲裁
仲裁的作用：解决多个主设备同时竞争总线控制权
集中式仲裁
每个模块有两条线连接到中央仲裁器，一条是送往仲裁器的总线请求信号BR，一条是仲裁器送出的总线授权信号BG
链式查询方式
链式查询方式的主要特点：总线授权信号BG串行地从一个I/O接口传送到下一个I/O接口。假如BG到达的接口总无总线请求，则继续往下查询；直到BG到达的接口有总线请求就不再往下继续查询，这就意味着该I/O接口获得了总线控制权
我们可以知道离总线控制部件越近的设备具有的优先级越高
通过这种方式可以说用很少的几根线就可以实现按一定的优先次序实现总线仲裁，并且容易实现扩充设备
计数器定时查询方式、
独立请求方式
每一个共享总线的设备均有一对总线请求BRi和总线授权线BGi
总线仲裁器中有一个排队电路，根据一定的优先次序决定首先响应哪个设备的请求
独立请求方式的特点
分布式仲裁
分布式仲裁不需要总仲裁器，每一个主方功能模块都有一个自己的仲裁号和仲裁器
当一个主功能模块有总线请求时，将自己唯一的仲裁号发送到仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号搭，则它的总线请求不予相应，并撤销他的仲裁号
总线的定时和数据传输模式
总线事务：
1、请求阶段
2、仲裁阶段
3、寻址阶段
4、传输阶段
5、释放阶段
同步定时
系统采用一个统一的时钟信号，协调发送和接收信息
优点：传送速度快，具有较高的传输效率，总线逻辑控制简单
缺点：主从设备属于强制性同步，不能及时进行数据通信的有效性检验，可靠性较差
适用于总线长度较短、总线所接部件存取时间接近的系统
读命令
可以看到先是地址段有效，然后是读命令有效，最后是数据有效
写命令
看到先是地址有效，然后是数据有效而且比读操作有效的时间更早，然后是写操作，持续的时间也比读操作更长
异步定时
没有统一的时钟，没有固定的时间间隔完全靠双方的握手信号来实现定时控制
优点是总线周期长度可变
缺点：比同步控制方式复杂，速度也比同步控制慢
总线标准
1、ISA工业标准体系结构。最早出现的微型计算机的系统总线由IBM公司制定
2、EISA，再ISA基础上将总线宽度提升为32位
3、VISA考虑了CPU、Cache和主存的直接连接
4、PCI外设部件互联总线，目前常用的总线，地址总线与数据总线是分时复用的
5、AGP总线，基于PCI能够提供4倍于PCI的速度，采用点对点的方式
6、PCIe：为了提高速度改为了串行传送，更高的系统总线的吞吐量
7、USB
