《计算机接口技术及应用》课件-4.6总线的结构和性能

微机原理及应用第四章实模式存储器寻址和总线第四讲总线的结构和性能下面我们来看一下总线的结构和性能总线的结构和性能先来看一下总线的分类，按传输的信息总线可以分为数据总线，控制总线和地址总线，这个我们已经学过了，总线的分类传输的信息数据总线控制总线地址总线按层次结构，总线可以分为cpu总线，系统总线和外设总线也就是看总线他所在的位置，来进行的区分总线的分类层次结构CPU总线系统总线外设总线总线位置总线的系统结构总线的性能指标0102总线的基本功能03总线的系统结构总线的性能指标0102总线的基本功能03总线的结构设计是为了解决高速的内存和低速的外设之间的矛盾的，为什么这么说呢解决高速内存和低速外设的矛盾首先我们来看一下单总线结构，假设我们这里只有单一的系统总线的话，那么CPU跟内存之间传输数据要通过这个总线，CPU跟IO接口之间传输数据也要通过这个总线单总线结构可是，一般CPU跟内存之间传输数据的速度要快一些，而跟接口之间传输数据的速度要更慢一些这会导致CPU在跟外设接口进行一个数据传输的时候，会长时间的占用这个系统总线，导致CPU没有办法再去跟内存进行数据的通信单总线结构CPU和内存之间传输数据的速度快CPU和接口之间传输数据的速度慢CPU和外设接口进行数据传输时，长时间占用系统总线CPU无法再和内存通信数据为了解决这个问题，工程师们就设计了双总线结构，双总线结构比如第一个是面向CPU的双总线结构，把CPU看成是整个计算机的，那么其实内存和io设备都在跟CPU进行数据传输，工程师们基于这样的特点设计了这样的一个双总线结构CPU

MI/OI/OI/O面向CPU的双总线结构1首先，因为CPU是核心，内存储器和IO之间没有数据传输CPU

MI/OI/OI/O面向CPU的双总线结构1核心无直接通道CPU跟内存之间的传输速度比较快，CPU跟io设备之间数据传输速度比较慢，那么就建立两个系统总线CPU

MI/OI/OI/O面向CPU的双总线结构1传输速度快建立两个系统总线传输速度慢一个用于CPU内存储器之间传输数据，另外一个用于CPU与IO接口之间传输数据这样的话，即使CPU跟io接口之间数据传输速度慢也不会影响CPU跟内存储器之间的数据交互的速度CPU

MI/OI/OI/O面向CPU的双总线结构1Io接口不会影响内存储器我们再来另外一种设计，这个设计是在单总线结构的基础上再加一条CPU跟存储器中之间的高速总线这样的话，当CPU可以使用系统总线跟外设进行数据交互，可以使用高速系统总线跟内存储器进行数据交互CPU

MI/OI/OI/O面向存储器的双总线结构2CPU使用系统总线跟外设交互数据CPU使用高速系统总线跟内存储器交互数据而且它的好处是，内存储器跟IO设备之间也可以通过系统总线进行数据的交互CPU

MI/OI/OI/O面向存储器的双总线结构2内存储器和IO设备系统总线交互数据我们再来看一下总线的性能指标总线的性能指标02总线的基本功能03总线的系统结构01它包括总线的带宽，总线的宽度和它的工作频率,我们在前面已经给大家介绍过了，总线的宽度它是表示总线同时可以传输多少位，就好像我们这个马路的宽度一样，它可以同时跑多少辆车是一个意思。那么总线的宽度有16位的，32位的和64位的。总线的带宽是它在每秒钟可以传输多少个字节，单位是Byte每秒，或者兆byte每秒。我知道总线的带宽就得知道每秒钟它工作多少次。所以你看这个公式里，它是用总线的工作频率除以每个总线周期的时钟数，就可以计算出每秒钟，会有多少个总线周期，然后再乘以它的宽度除以8，就可以算出总线的带宽了，这个除以8是因为计算的是字节byte，而不是bit，所以要除以8总线带宽总线宽度总线工作频率它包括总线的带宽，总线的宽度和它的工作频率,我们在前面已经给大家介绍过了，总线的宽度它是表示总线同时可以传输多少位，就好像我们这个马路的宽度一样，它可以同时跑多少辆车是一个意思。那么总线的宽度有16位的，32位的和64位的。总线的带宽是它在每秒钟可以传输多少个字节，单位是Byte每秒，或者兆byte每秒。我知道总线的带宽就得知道每秒钟它工作多少次。所以你看这个公式里，它是用总线的工作频率除以每个总线周期的时钟数，就可以计算出每秒钟，会有多少个总线周期，然后再乘以它的宽度除以8，就可以算出总线的带宽了，这个除以8是因为计算的是字节byte，而不是bit，所以要除以8总线带宽总线宽度总线工作频率每秒钟传送多少字节，单位是字节/秒（B/s），或MB/s总线同时传送的数据位数，如16位、32位、64位总线的时钟频率MHz它包括总线的带宽，总线的宽度和它的工作频率,我们在前面已经给大家介绍过了，总线的宽度它是表示总线同时可以传输多少位，就好像我们这个马路的宽度一样，它可以同时跑多少辆车是一个意思。那么总线的宽度有16位的，32位的和64位的。总线的带宽是它在每秒钟可以传输多少个字节，单位是Byte每秒，或者兆byte每秒。我知道总线的带宽就得知道每秒钟它工作多少次。所以你看这个公式里，它是用总线的工作频率除以每个总线周期的时钟数，就可以计算出每秒钟，会有多少个总线周期，然后再乘以它的宽度除以8，就可以算出总线的带宽了，这个除以8是因为计算的是字节byte，而不是bit，所以要除以8总线带宽总线宽度总线工作频率每秒钟传送多少字节，单位是字节/秒（B/s），或MB/s总线同时传送的数据位数，如16位、32位、64位总线的时钟频率MHz总线的带宽BW=总线的宽度/8☓总线的工作频率/每个总线周期的时钟数计算字节byte最后我们再来看一下总线的基本功能，总线的基本功能03总线的系统结构01总线的性能指标02它包括数据传送，仲裁控制、出错处理和总线驱动数据传送仲裁控制出错处理总线驱动这里边的数据传输和总线驱动好理解，因为放在总线上数据有些是CPU出发去往别处的，有些是从别处发往CPU的，所以需要总线驱动，控制数据流动的方向数据传送总线驱动需要总线驱动，控制数据流动方向数据由CPU发出数据发往CPU仲裁控制我们这么理解，比如说我们这个系