总线结构概述
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总线结构概述范文总线结构是计算机组成中的重要概念,它用于连接计算机的各个组件,包括CPU、内存、输入输出设备等,实现它们之间的信息传递和数据交换。
总线结构决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
总线结构可以分为系统总线和外设总线。
系统总线是计算机内部各个组件之间传输数据和控制信号的通道,包括地址总线、数据总线和控制总线。
外设总线则是连接计算机与外部设备之间的接口,用于数据输入和输出。
在总线结构中,地址总线用于传输访问内存或外设所需的地址信息,它决定了计算机可以寻址的内存空间大小。
数据总线用于传输数据,它决定了计算机能够同时传输的数据位数。
控制总线用来控制各个设备的工作状态,包括读写控制、时序控制等,它决定了计算机的操作方式和数据传输的顺序。
总线结构可以分为单总线结构、双总线结构和多总线结构。
单总线结构是最简单的总线结构,所有的组件共享一条总线,这种结构简单、成本低,但是并发性能差。
双总线结构是在单总线结构的基础上增加了数据总线,将数据传输和控制传输分开,提高了并发性能。
多总线结构是在双总线结构的基础上增加了多条数据总线和控制总线,可以实现更复杂的数据交换和并行处理。
总线结构的选择取决于计算机的应用需求和性能要求。
在一般的个人计算机中,通常采用双总线结构或多总线结构,以提高计算机的运行速度和并发性能。
在服务器和超级计算机等大型计算机中,通常采用更复杂的多总线结构,以满足高性能计算的需求。
总线结构的设计需要考虑以下几个方面的因素。
首先是带宽,即总线能够传输的数据量,它决定了计算机的数据传输速度。
其次是传输的延迟,即数据从发出到接收的时间间隔,它决定了计算机的反应速度。
再次是可扩展性,即总线能够连接的设备数量和种类,它决定了计算机的可拓展性和灵活性。
最后是可靠性,即总线能够正常工作的稳定性和容错性,它决定了计算机的可靠性和持久性。
总的来说,总线结构是计算机组成的重要组成部分,它实现了计算机内部各个组件的连接和数据交换,决定了计算机的性能、扩展能力和可靠性。
单片机总线概述,单片机的三总线结构
一、总线概述
计算机系统是以微处理器为核心的,各器件要与微处理器相连,且必须
协调工作,所以在微处理机中引入了总线的概念,各器件共同享用总线,任何
时候只能有一个器件发送数据(可以有多个器件同时接收数据) 。
计算机的总线分为控制总线、地址总线和数据总线等三种。
而数据总线
用于传送数据,控制总线用于传送控制信号,地址总线则用于选择存储单元或外设。
二、单片机的三总线结构
51 系列单片机具有完善的总线接口时序,可以扩展控制对象,其直接寻址能力达到64k( 2 的16 次方) 。
在总线模式下,不同的对象共享总线,独立编址、分时复用总线,CPU 通过地址选择访问的对象,完成与各对象之间的信息传递。
单片机三总线扩展示意如图1 所示。
1、数据总线
51 单片机的数据总线为P0 口,P0 口为双向数据通道,CPU 从P0 口送出和读回数据。
2、地址总线
51 系列单片机的地址总线为16 位。
为了节约芯片引脚,采用P0 口复用方式,除了作为数据总线外,在ALE 信号时序匹配下,通过外置的数据锁存器,在总线访问前半周期从P0 口送出低8 位地址,后半周期从P0 口送出8 位数据。
高8 位地址则通过P2 口送出。
总线型结构名词解释
总线型结构是一种计算机结构,其中所有的组件都连接到中央总线上,数据和指令通过总线进行传输。
这种结构是最常见的计算机结构之一,因为它为计算机系统提供了高度的可扩展性和互操作性。
总线通常被分为三个主要部分:数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据,地址总线用于传输内存或外设的地址,控制总线用于控制数据的传输和处理。
总线型结构的优点包括易于设计和实现、易于扩展和维护、成本较低,并且支持多个设备的连接。
然而,它也存在一些缺点,例如总线带宽可能成为瓶颈,导致系统响应速度变慢,还可能存在冲突和竞争问题,会影响系统的性能。
总之,总线型结构是一种经典的计算机结构,被广泛应用于各种计算机系统和设备中。
它的设计和应用对于计算机工程师和科技爱好者来说都是重要的研究领域。
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总线网络结构知识网络的拓扑结构是抛开网络物理连接来讨论网络系统的连接形式,网络中各站点相互连接的方法和形式称为网络拓扑。
拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接,它的结构主要有星型结构、总线结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构、分布式结构等。
星型结构星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。
网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。
它具有如下特点:结构简单,便于管理;控制简单,便于建网;网络延迟时间较小,传输误差较低。
但缺点也是明显的:成本高、可靠性较低、资源共享能力也较差。
环型结构环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环,这种结构使公共传输电缆组成环型连接,数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。
环型结构具有如下特点:信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。
总线型结构总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。
各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。
总线型结构的网络特点如下:结构简单,可扩充性好。
当需要增加节点时,只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连,当总线负载不允许时还可以扩充总线;使用的电缆少,且安装容易;使用的设备相对简单,可靠性高;维护难,分支节点故障查找难。
JTAG信号,最基本的要有5条线TCK、TMS、TDI、TDO、复位信号(TRST)复位信号(TRST):有的一条,有的多条,他的作用是镇压CPU,让他停下所有工作,等着JTAG信号对它进行控制,或者让其某部分工作某部分暂停工作。
TCK信号:上位机的时钟信号,上升沿送给手机CPU的数据,下降沿手机CPU回来数据。
TDI信号:上位机的数据信号。
TMS信号:上位机的另外一个数据信号,实际是命令指示以及区分的信号。
TDO信号:手机CPU回来给上位机的数据信号,让上位机知道手机CPU现在的状态是很乖还是不乖,进而根据CPU的状态进行控制。
说的更简单一点,让大家理解,就是在CPU由于软件原因不联机的时候,JTAG 是唯一能够恢复这部分软件的工具。
JTAG能够指挥CPU干任何事,在JTAG面前CPU是一个马仔。
JTAG常用作在线仿真、在线调试、在系统编程、以及使用边界扫苗(BSL)测试系统等等,标准的JTAG接口是4线(5线),是一种国际标准测试协议,主要用于芯片内部测试。
基本原理是在器件内部定义一个TAP( Test AccessPort;测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。
具有JTAG口的芯片都有如下JTAG引脚定义:TMS:测试模式选择。
此引脚用来实现TAP 控制器各个状态之间的切换。
TCK:测试时钟。
JTAG 操作是与TCK 同步的。
TDI:测试数据输入--需要移位到指令寄存器或数据寄存器(扫描链)的串行输入数据。
TDO:测试数据输出-- 自指令寄存器或数据寄存器串行移出的数据。
TRST:(可选引脚)——测试复位,输入引脚,低电平有效。
JTAG具体接口有十针的,十四针的,也有二十针的UART总线和硬件结构-----------Universal AsynchronousReceiver/TransmitterUART是一种通用异步串行数据总线,该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。
总线结构概述
PC的组成部件都是通过数据总、地址总线和控制总线这三组,总线连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的,因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。
一、概述
1.地址总线AB(Address Bus)
是用来传送地址信息的信号线,其特点是:
(1).地址信号一般都由CPU发出,当采用MDA(Direct Memory Access,即直接内存访问)方式访问内存和I/O设备时,地址信号也可以由DMA控制器发生,并被送往各个有关的内存单元或I/O接口,实现CPU对内存或I/O设备的寻址(在PC中,内存和I/O设备的寻址都是采用统一编址方式进行的),即采用单向传输,动态控制(在计算机中,由于采用二进制工作方式,一般只有两种状态,即“1”和“0”,但是当计算机各总线上,显示“0”状态时,在电气上的效果相当于总线脱离。
(2).CPU能够直接寻找内存地址的范围是由地址线的数目(由于一条地址总线一次传送一位二进制数的地址,故也叫地址总线的位数)决定的,即PC系统中所能安装内存容量上限由CPU的地址总线的数目决定。
CPU能够直接寻址的内存范围上限为2CPU的地址总线数目
2.数据总线DB(Data、Bus)
用来传送数据信息的信号线,这些数据信息可以是原始数据或程序。
数据总线来往于CPU、内存和I/O设备之间,其特点是:
(1).双向传输,三态控制:即可以由CPU送往内存或I/O设备,也可以由内存或I/O设备送往CPU。
(2).数据总线的数目称为数据宽度(由于一条数据线一次可传送一位二进制数,故也称位数),数据总线宽度决定了CPU一次传输的数据量,它决定了CPU的类型与档次。
3、控制总线CB(Control Bus)
是用来传送控制信息的信号线,这些控制信息包括CPU对内存和I/O 接口的读写信号,I/O接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号,CPU对这些I/O接口回答与响应信号,I/O接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。
控制总线来往于CPU、内存和I/O设备之间,其特点是:
在单向、双向、双态等种形态,是总线中最复杂、最灵活、功能最强的,其数量、种类、定义随机型不同而不同。
二、总线的分类
总线就是各种信号线的集合,是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
1.按相对于CPU与其芯片的位置来分
(1).片内总线:指在CPU内部各寄存器、算术逻辑部件ALU,控制部件以及内部高速缓冲存储器之间传输数据所用的总线,即芯片内部总线。
(2).片外总线:通常所说的总线(BUS)指的外总线,是CPU与内存RAM、ROM和输入输出(I/O)设备接口之间进行通讯的数据通道,CPU通过总线实现程序存取命令,内存/外设的数据交换在CPU与外设一定的情况下,总线速度是限制计算机整体性能的最大因数。
2.按总线功能分
(1).地址总线:(AB)用来传递地址信息
(2).数据总线:(DB)用来传递数据信息
(3).控制总线:(CB)用来传送各种控制信号
3.按总线的层次结构分
(1).CPU总线:包括CPU地址线(CAB),CPU数据线(CDB)和CPU控制线(CCD),其用来连接CPU和控制芯片。
(2).存储器总线:包括存储器地址线(MAB)、存储器数据线(MDB)和存储器控制线(MCD),用来连接内存控制器(北桥)和内存。
(3).系统总线:(I/O扩展总线)也称为I/O通道总线或I/O扩展总线,包括系统地址线(SAB),系统数据线(SDB)和系统控制线(SCD),用来与I/O扩展槽上的各种扩展卡相连接。
(4).外部总线:(外围芯片总线)用来连接各种外设控制芯片,如主板上的I/O控制器(如硬盘接口控制器、软盘驱动控制器、串行/并行接口控制器等),和键盘控制器,包括外部地址线(XAB)、外部数据线(XMB)和外部控制线(XCB)。
4.系统总线(I/O扩展总线)又分为ISA、PCI、AGP等多种标准
(1).ISA(Industry standard architecture,工业标准结构)是IBM
公司为286AT电脑制定的总线工业标准,也称为AT标准。
(2).PCI(peripheral component interconnet,外部设备互连)是
SIG(spelial interest group)集团推出的总线结构。
(3).AGP(accelerated graphics port,加速图形端口)是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范,因为它是点对点连接,即连接控制芯片和AGP
显卡,因此严格说来,AGP也是一种接口标准。
三、总线主要的技术指标
1、总线的带宽(总线数据传输速率)
总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量,即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。
与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率,它们之间的关系:
总线的带宽=总线的工作频率*总线的位宽/8
2、总线的位宽
总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数,或数据总线的位数,即32位、64位等总线宽度的概念。
总线的位宽越宽,每秒钟数据传输率越大,总线的带宽越宽。
3、总线的工作频率
总线的工作时钟频率以MHZ为单位,工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越宽。
四、总线命令含义
ADS#地址通讯
STOP#停止
SMIACT#激活系统管理中断ACAS写功能
D/C数据/控制
LOCK#锁存
TWE#TAG写效能
PC-LINK[15:0]PCI链锁
M/IO#记忆器/IO DEVSEL#设备选择
COE#CACHE输出效能
1+STB:[1:0]记忆器选通W/R#读写
PAR奇偶校验
GNE[7:0]#全写效能MADV#MEHORY优先
BRDY#总线就绪
REQ[2:0]请求
TIO[7:0]TAG地址
PCMD[1:0]PCI命令
EADS#外部地址选通
GNT[2:0]PCI允许
H-LINK主时钟输入
BOE#BOST输入功能
HZTM#中较正
RE23#/MREQ#
PCLINK时钟输入
MOE#MEMY输入功能
BOFF#退去
PHLD#PCI保持
AD地址/数据
POE#PLINK输入功能AHOLD地址保持
PHLD#PCI保持响应
C/BE[3:0]命令/字节使能MXSCSH多功能选择
NA#下位地址
RAS[3:0]行选
FRAME#结构
KEN#/ZNLCACHE效能
CAS[7:0]列选
TRDY#目标就绪
CACHE#CACAHE效应
MA内存地址
IRDY#初始就绪
HLOCK#主锁存SRASA#SDRAM行选。