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分类: Delphi

2011-02-11 11:36:10

总线的连接方式 
  
 1.单总线结构?

  在许多单处理器的计算机中,使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备,叫做单总线结构。CAI演示如图所示?

  此时要求连接到总线上的逻辑部件必须高速运行,以便在某些设备需要使用总线时能迅速获得总线控制权;而当不再使用总线时,能迅速放弃总线控制权。?

  (1)取指令:当CPU取一条指令时,首先把程序计数器PC中的地址同控制信息一起送至总线上。在“取指令”情况下的地址是主存地址,此时该地址所指定的主存单元的内容一定是一条指令,而且将被传送给CPU。

  (2)传送数据:取出指令之后,CPU将检查操作码。操作码规定了对数据要执行什么操作,以及数据是流进CPU还是流出CPU。

  (3)I/O操作:如果该指令地址字段对应的是外围设备地址,则外围设备译码器予以响应,从而在CPU和与该地址相对应的外围设备之间发生数据传送,而数据传送的方向由指令操作码决定。?

  (4)DMA操作: 某些外围设备也可以指定地址。 如果一个由外围设备指定的地址对应于一个主存单元,则主存予以响应,于是在主存和外设间将进行直接存储器传送(DMA)。?

  (5)单总线结构容易扩展成多CPU系统:这只要在系统总线上挂接多个CPU即可。

 

2.双总线结构?

  这种结构保持了单总线系统简单、易于扩充的优点,但又在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线,使CPU可通过专用总线与存储器交换信息,并减轻了系统总线的负担,同时主存仍可通过系统总线与外设之间实现DMA操作,而不必经过CPU。当然这种双总线系统以增加硬件为代价。如图所示

 

3.三总线结构?

  它是在双总线系统的基础上增加I/O总线形成的。如图所示?

  在DMA方式中,外设与存储器间直接交换数据而不经过CPU,从而减轻了CPU对数据输入输出的控制,而“通道”方式进一步提高了CPU的效率。通道实际上是一台具有特殊功能的处理器,又称为IOP(I/O处理器),它分担了一部分CPU的功能,以实现对外设的统一管理及外设与主存之间的数据传送。显然,由于增加了IOP,使整个系统的效率大大提高。然而这是以增加更多的硬件代价换来的。?

 

更多组成原理的基本概念:http://course.cug.edu.cn/cugFirst/manage_theory/study/第六章6.1.1.htm

http://course.cug.edu.cn/cugFirst/manage_theory/study/%B5%DA%C1%F9%D5%C26.1.2.htm

 

单总线

目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。其中I2C总线以同步串行2线方式进行通信(一条时钟线,一条数据线),SPI总线则以同步串行3线方式进行通信(一条时钟线,一条数据输入线,一条数据输出线),而SCI总线是以异步方式进行通信(一条数据输入线,一条数据输出线)的。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。

  1-wire,即单线总线,又叫单总线。
  近年来,美国的达拉斯半导体公司(DALLASSEMICONDUCTOR)推出了一项特有的单总线(1-Wire Bus)技术。该技术与上述总线不同,它采用单根信号线,既可传输时钟,又能传输数据,而且数据传输是双向的,因而这种单总线技术具有线路简单,硬件开销少,成本低廉,便于总线扩展和维护等优点。
  单总线适用于单主机系统,能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器,从机可以是单总线器件,它们之间的数据交换只通过一条信号线。当只有一个从机设备时,系统可按单节点系统操作;当有多个从机设备时,系统则按多节点系统操作。
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