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总线(bus)名词解释
总线 (bus) 是一种用于连接多个设备并提供它们之间通信的通信管道。
在现代计算机系统中，总线是用于连接各种设备和组件的重要通信渠道，包括中央处理器 (CPU)、内存、输入输出设备、显卡等等。
总线通常被组织成一组逻辑线路，这些线路连接着各个设备和组件，使得它们能够协同工作。
总线通常具有以下特点:
1. 并行传输：总线中的多条逻辑线路可以同时传输多个设备之间的数据，加快了数据传输速度。
2. 共享性：多个设备和组件可以共享总线，减少硬件的复杂度和成本。
3. 描述性：总线定义了数据传输的协议和格式，以及设备和组件之间的通信规则。
总线在不同的计算机系统中具有不同的形式和结构。
例如，在传统的冯·诺伊曼计算机系统中，总线通常被组织成一组主总线，连接着 CPU、内存和 I/O 设备。
而在现代的分布式计算机系统中，总线通常被组织成一组网络，连接着各个设备之间的通信。
总线是计算机系统中的重要组成部分，对于计算机系统的设计和实现具有重要的影响。
总线纲要：总线（Bus）:总线是共享的信息传输介质，用于连接若干设备，由一组传输线组成，信息通过这组传输线在设备之间进行传送。
总线按其所在的位置，分为片内总线、系统总线、通信总线。
片内总线（Internal Bus）:片内总线指芯片内部连接各元件的总线。
例如CPU芯片内部，连接在各个寄存器、ALU、多路选择器等各元件之间的总线。
系统总线（System Bus）:系统总线是用来连接计算机硬件系统中若干主要部件（如：CPU、主存、I/O模块）的总线。
Intel公司新推出的芯片组中，对系统总线赋予了特定的含义，把CPU连接到北桥芯片的总线称为系统总线，也称为处理器总线，或叫前端总线（Front Side Bus）。
CPU通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。
在系统总线上传输的有数据、地址和控制信息（控制信息包括：命令/定时/总线请求/总线允许/中断请求/中断允许/……等）。
所以把系统总线也分成三组传输线：数据线、地址线、控制线。
有时也把它们分别称为：数据总线、地址总线、控制总线。
通信总线（Communication Bus）:通信总线用于主机和I/O设备之间或计算机系统之间的通信。
由于这类连接涉及到许多方面，包括：距离远近、速度快慢、工作方式等，差异很大，所以通信总线的种类很多。
并行总线（Parallel Bus）:并行总线的数据在数据线上同时有多位一起传送，每一位要有一根数据线，因此有多根数据线组成。
其特点是传输速度快，大量用于计算机系统内部各部件之间的连接。
串行总线（Serial Bus）:串行总线的数据在数据线上按位进行传输，因此只需要一根或两根数据信号线，线路的成本低，适合于远距离的数据传输。
此外，提高时钟速度比并行连接容易得多，且几乎没有线间串扰。
处理器─存储器总线（Processor-memory Bus）:处理器–存储器总线用来连接处理器和主存，按机器定制，不是通用的标准总线。
一、C－Bus系统由澳大利亚奇胜公司开发，该公司是施耐德的子公司。
C－Bus是一种以非屏蔽双绞线作为总线载体，广泛应用于建筑物内照明、空调、火灾探测、出入口、安防等系统的综合控制与综合能量管理的智能化控制系统。
C－Bus是一个十分灵活的柔性控制系统，这是因为所有的输入和输出元件自带微处理器且通过总线互联，外部事件信息来自输入元件，通过总线到达相应的输出元件并按预先编好的程序控制所连接的负载。
每一个元件都可以按照需求进行编程以适应任何使用场合，其灵活的编程可在不改变任何硬件连线的情况下非常方便地调整控制程序。
C－Bus控制系统的核心是主控制器和总线连接器，主控制器存贮控制程序、实现模块间总线通信及与编程计算机间的通信，通过控制总线采集各输入单元信息、根据预先编制的程序控制所有输出模块；其RS－232标准接口用于与编程计算机的连接，在计算机上通过专用软件进行编程、监控，当完成编程并下载至主控制器后，计算机仅作为监视，即C－Bus的运行完全不需要计算机的干预。
二、C－Bus控制系统以人居环境为主要服务对象，提供了多种接收外部指令的途径，如控制按键、光传感器、被动型红外探测器、定时单元等。
实际上C－Bus就是一个典型的基于计算机总线控制技术面向智能建筑需求的系统化控制产品，模块的任意搭配使得系统设计十分灵活便利。
家居用C－Bus产品的控制按键有一键、二键、四键三种产品，安装方式与常用暗装灯开关相同，可以对每一个键进行编程控制一路或多路负载，对于重要场所可采用多按键实现灯光场景控制，以适应不同工作对灯光系统的不同要求。
三、编程简单的系统能实现十分复杂的功能，这是计算机技术和工业控制总线技术的成就。
硬件的实现是直接的，安装技术也没有过高的要求，然而，必要的编程工作却十分重要，它直接影响到能否很好地发挥系统的优势。
C－Bus系统自带一套控制编程软件和一套监控编程软件，通过编程实践，总体感觉还是比较方便的，但要很好地掌握它还需要认真揣摩系统的一些技术细节，如对一个按键的编程，就需涉及到按钮按下和释放的多种定义：按下瞬间（上升沿）、释放瞬间（下降沿）、短时按下（窄脉冲）、长时间按下（宽脉冲）、两次按下时间间隔等，还有组地址的定义等；当然，对一位熟悉该系统的编程者来说，那是十分简单的事情。
浅谈新型奥迪轿车中LIN—BUS总线技术的应用摘要：由于现代社会对汽车安全性、舒适性、排放标准等各方面性能的要求不断提高，在汽车设计中大量应用电子控制技术是满足这些性能要求的最佳方案，为了满足汽车内部信息快速传输及信号共享的要求，有必要使用多路传输方式的车载网络系统。
目前，除了博世公司开发的CAN-BUS总线协议及其网络系统已被全球汽车厂商普遍接受外，LIN-BUS数据总线系统作为辅助的低速总线系统也在大量的新型轿车上得到了应用。
德国奥迪公司热衷于采用LIN-BUS数据总线，搭配CAN-BUS数据总线系统在其新车型上进行应用，文章对此进行了简单阐述。
关键词：CAN；总线；协议；LIN；通信现代汽车随着安全性、舒适性以及环保法规的要求越来越高，汽车上应用的电子部件及相关设备的数量也越来越多，这就对汽车总线系统提出了更高的要求。
目前CAN-BUS总线协议及其网络系统因其优良的性能已被全球汽车厂商普遍接受，与此同时LIN-BUS数据总线系统凭借其结构简单，在系统、设备灵活搭配应用，成本低廉，性能稳定等特点，也很快成为了现代汽车新型低速串行总线的标准。
LIN-BUS数据总线搭配CAN-BUS数据总线系统在汽车上进行应用，其主要在面对对频宽要求较低、功能简单、实时性要求低的应用范围，如：车身电子组件控制等方面。
车辆通过应用LIN-BUS数据总线系统，可有效的减少汽车上网络线束的用量、降低成本、提高系统网络内信号的传输效率及信号的稳定性。
其现已在大众奥迪轿车中得到了普遍应用。
LIN-BUS是（Local Interconnect Network）的英文缩写，Local Interconnect （中文译为局域互联）其表示所有的控制单元都装在一个有限的空间内（如车门），所以大众及奥迪公司也将它称为“局域子系统”。
LIN-BUS总线系统作为一种低端串行总线系统，大量应用于汽车局域网络子系统中。
车上各个LIN-BUS 总线系统之间的数据交换是由主控单元通过CAN-BUS总线系统实现的，LIN-BUS总线系统只是作为一种辅助总线的形式出现。
A B B i-b u s系统结构i-b u s系统为分布式控制系统，采用模块化结构及国际标准化组织I S O的标准O S I模型通信协议，其使用的所有内部协议全部公开，并且可在I N T E R N E T网上进行下载，可与各种楼宇系统进行连接，并适合各种建筑结构的特点，只需一条i–b u s总线（2X2X0.8的双绞线）即可将每个楼层的照明配电箱联在一起，就可以实现智能控制，每个楼层可以独自运行，不需要控制主机进行干预，也可以将i-b u s总线拉到设备房与B M S系统进行连接，即可对照明系统进行集中监视和远程控制，也可以查看整幢楼区域的灯光、窗帘的运行情况，并可在电脑上进行各种操作控制。
也可以不接入电脑，仅在设备房放置A B B的智能四联或五联面板，也可以实现集中远程控制。
同时在每个控制区域设置就地控制智能面板，可实现就地控制和操作。
i-b u s系统的优点是只需一条i–b u s总线就可以实现智能控制，布线安装非常灵活，可以和强电同槽和共管，开关模块和调光模块等智能元器件可以安装在各区域的强电配电箱中，并且采用35毫米标准D I N导轨安装方式，外形尺寸为标准模数化，无须额外增加特殊箱体和管槽。
现场就地控制只需拉一根i–b u s总线到现场智能面板，就可以实现现场照明回路的分组、间隔、全开关等多种形式的控制。
▪与楼宇管理及其他系统的连接i-b u s系统在保证独立运行的同时可通过标准T C P/I P协议和网关接口或采用R S232接口就可以同整个大楼的B A系统，或上层管理平台B M S服务器和其它系统进行数据交换和共享。
▪与其他系统的联动i-b u s系统可以通过系统元件E T/S6.24.5(双值输入)，接受其他系统或工作人员发出的干结点信号，实现消防系统、保安系统、音响系统、会议系统的联动，使控制的灯光或设备进行及时变化。
c-bus智能照明控制系统在智能楼宇中的应用摘要：随着信息产业的高速发展，“绿色照明工程”计划的实施，澳洲奇胜公司的C-Bus智能照明系统在智能楼宇中不断得到应用。
§2.2 共享总线系统
一、结构 各种数据处理设备( 各种数据处理设备(包括计算机或外围设备) 包括计算机或外围设备)通 过公共数据通道（ 过公共数据通道（总线） 总线）连接起来， 连接起来，构成共享总 线系统结构, 线系统结构,简称为总线式结构。
简称为总线式结构。
计算机 计算机 总线 计算机 外设
总线： 总线：
这里是外总线 外总线（设备级） 设备级）常用串行， 常用串行，也有并行 这里是外总线（ 另有内总线 内总线（板级总线） 板级总线）如PCI 、ISA、 ISA、EISA、 EISA、 VME（ VME（工业） 工业） 另有内总线（ VXE（ PCVXE（仪器仪表） 仪器仪表） S-100 STD PC-104 另有片级总线 另有片级总线 如CPU与存储器 CPU与存储器 芯片内部总线
二、总线控制方式
总线采用广播式发送， 总线采用广播式发送，若两个设备同时向总线发送信息就出 现总线冲突或总线竞争 1、集中式控制 集中式控制： ： 由专用总线控制器（ 仲裁器） 用查询、 由专用总线控制器 （仲裁器 ）用查询 、中断或分配方式控 制总线。
制总线。
信息在总线上畅通传输的条件: 信息在总线上传输时间小于该信息的发送时间.
tp +
L b
< Ma
b : 信息传送速率
1
tp : 查询时间, L : 信息长度, M : 总线上挂接的计算机台数
a : 每台计算机每秒向总线发送的信息数 1 即: M < a (tp+L /b)
2、分散控制:
无总线仲裁器， 无总线仲裁器，由总线上的各设备分散控制。
由总线上的各设备分散控制。
例如CSMA/CD
（优先链控制、 优先链控制、定时询问、 定时询问、独立请求控制、 独立请求控制、隐请求控制） 隐请求控制） 三、优缺点
总线式系统的性能取决于总线的带宽、 总线式系统的性能取决于总线的带宽、总线上信息的最大传送 速率、 总线上挂接设备数和总线访问规程等。
速率 、总线上挂接设备数和总线访问规程等 。
优点： 优点：结构最简单， 结构最简单，成本最低， 成本最低，扩展最灵活， 扩展最灵活，局 部故障不影响全局 缺点： 缺点：总线是瓶颈， 总线是瓶颈，影响全局。
影响全局。
改进： 改进：双总线。
双总线。
§2.3
一、结构
环形系统
将计算机等设备通过其接口连接到环形数据通道上， 将计算机等设备通过其接口连接到环形数据通道上，即形成环 形系统。
形系统。
节点： 节点：系统中的计算机等设备， 系统中的计算机等设备，可通过其接口与其他设备相连。
可通过其接口与其他设备相连。
与总线结构的主要区别： 与总线结构的主要区别： (1) 环形结构的信息传输不是“ 环形结构的信息传输不是“广播式” 广播式”，而是“ 而是“驿站式” 驿站式”。
(2) 允许多组信息在环上传送。
允许多组信息在环上传送。
二、优缺点
1. 优点： 优点：结构与控制逻辑简单， 结构与控制逻辑简单，灵活性 好， 易于 用光缆实现。
用光缆实现。
2. 缺点： 缺点：可靠性低， 可靠性低，数据通道或节点和接口是 瓶颈。
瓶颈。
3. 改进措施： 改进措施：
①节点处加旁路通道。
节点处加旁路通道。
采用双环或多环。
②采用双环或多环 。
重 组 器
计算机 重 组 器
备用环
§2.4 星形结构
一、结构
系统中有个中心节点， 系统中有个中心节点，其余的节点都是卫星节点。
其余的节点都是卫星节点。
它们皆 与中 心节点相连， 心节点相连，但互不相连。
但互不相连。
A B D
与两级树形结构不同处： 与两级树形结构不同处： 1、中心节点一般不是上位机， 中心节点一般不是上位机，而是开关机或集线器（ 而是开关机或集线器（HUB） 2、一般是商品化的系统， 一般是商品化的系统，组网非常简单。
组网非常简单。
C
中央开关的容量取决于一个报文所需的处理时间 和信息 传送的吞吐量。
传送的吞吐量。
一个报文的平均传送时间包括： 一个报文的平均传送时间包括：
1. 报文等候处理的输入缓冲时间； 报文等候处理的输入缓冲时间； 2. 处理时间t 3. 输出缓冲时间
二、优缺点 优点： 优点：简单、 简单、成本低、 成本低、模块性好、 模块性好、灵活性好 缺点： 缺点：可靠性差、 可靠性差、中心节点是瓶颈， 中心节点是瓶颈，连线长度一般比总线式的长。
连线长度一般比总线式的长。
§ 2.5 一、结构
点至点互连系统
将系统中各节点全部或大部分连起来。
将系统中各节点全部或大部分连起来。
对全互连， 对全互连，通讯口为: （N-1）* N，通讯线路（ 通讯线路（组）数为N *（N-1）/2
N
2 3 4 6 7
接口数
2 6 12 30 42
通信线（ 通信线（组）
1 3 6 15 21
二、互连技术
1. 线路转接技术： 线路转接技术：通过转换开关转接（ 通过转换开关转接（类似电话交换机）。
类似电话交换机）。
2. 存储转发技术： 存储转发技术： a、报文转发系统： 报文转发系统：通过中间节点存储转发报文。
通过中间节点存储转发报文。
b、报文分组转发系统， 报文分组转发系统，始于ARPA, 先分组， 先分组，再转发到目的节点， 再转发到目的节点， 最后拼装复原。
最后拼装复原。
“适配器路径算法” 适配器路径算法”
三、点至点互连优缺点
优点： 优点：可靠性高， 可靠性高，全互连无瓶颈， 全互连无瓶颈，易于实现节点互连。
易于实现节点互连。
缺点： 缺点：成本高， 成本高，系统扩展时费用急剧上升。
系统扩展时费用急剧上升。
改进： 改进：常用部分互连。
常用部分互连。
例如“ 例如“立方体结构” 立方体结构” 、“二维方阵结构” 二维方阵结构”
按可靠性高低排序：按可靠性高低排序：点至点点至点（（全）互连→树形→总线→环形→星形
3.吞吐量与响应时间
吞吐量吞吐量：：指在特定时间内完成的总工作量指在特定时间内完成的总工作量，，字节/秒、位/秒、指令秒
传输能力：同时传输的报文数同时传输的报文数，，总线为1。
响应时间响应时间：：接受申请或信息接受申请或信息，，经过处理返回信息的总时间经过处理返回信息的总时间。
传输延时：源节点将信息传至目的节点的时间响应时间内存容量DDC 几十us~几百ms 几十k~ 几兆SCC 几十ms~几十s 几兆~ 几十兆全厂管理几十s~ 几+分
几十兆~ 几百兆公司级
几分~ 几小时几百兆~ 几千兆按响应时间短→长排序排序：：点至点点至点、、树形树形、、星形星形、、总线总线、、环形环形。
4. 灵活性：指系统是否容易开发指系统是否容易开发、、扩展
按高低排序按高低排序：：总线总线、、环形环形、、星形星形、、树形树形、、点至点点至点。
5. 安全保密性
按高低排序按高低排序：：树形树形、、点至点点至点、、星形星形、、环形环形、、总线总线。
6. 经济性经济性：：
按高低排序按高低排序：：总线总线、、星形星形、、环形环形、、树形树形、、点至点点至点。
二、各种结构综合比较和选用原则
由简单由简单、、通用通用、、一般性能到复杂一般性能到复杂、、专用专用、、高性能其选用顺序为高性能其选用顺序为：总线→星形→环形→树形→点至点点至点。
选用原则：一般通用计算机网络选总线一般通用计算机网络选总线、、星形星形、、环形环形；；
工业控制一般用树形或星形工业控制一般用树形或星形；；
可靠性要求特别高用点至点全互连或大部互连可靠性要求特别高用点至点全互连或大部互连，，
也可以各种结构混合使用。
树形+分层总线
树形+分层环形
树形+环形+总线
第二章小结
五种结构分析、、特点
1.五种结构分析
2.性能比较和选取原则
：p48 2-3, 2-5，2-6
作业
作业：。
