(一)总线概述
总线是连接各个部件的信息传输线，使各个部件共享的传输介质
照连接部件不同：
1.片内总线：芯片内部的总线
2.系统总线：CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线
按照系统总线传输信息的不同可分为3类：
数据总线：传输各功能部件之间的数据信息，是双向传输总线
地址总线：主要用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址（地址总线上的代码是用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O 端口的地址，由CPU输出，单向传输）
地址总线的位数欲存储单元的个数有关，如：地址线为20根，则对应的存储单元个数为2的20次方
控制总线：发出各种控制信号的传输线，通常对任意控制线而言，它的传输是单向的，但对于控制总线总体来说，又可认为是双向的
3.通信总线：用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信
系统总线又分为三类，数据总线，地址总线和控制总线
按传输方式可分为两种：
串行通信：数据在单条1位宽的传输线上，一位一位的按顺序分时传送（适宜于远距离的数据传输）
并行通信：数据在多条并行1位宽的传输线上，同时由源传送到目的地（适宜于近距离的数据传输，通常小于30m）
三，总线的特性
1，机械特性：尺寸、形状、管脚数以及排列顺序
2，电气特性：传输方向和有效的电平范围
3，功能特性：每根传输线的功能（地址、数据或控制）
4，时间特性：信号的时序关系
四，总线的性能指标
1，总线宽度：数据线的根数
2，标准传输率：每秒传输的最大字节数
3，时钟同步/异步：同步、不同步
4，总线复用：地址线与数据线复用
5，信号线数：地址线、数据线和控制线的总和
6，总线控制方式：突发、自动、仲裁、逻辑、计数
7，其他指标：负载能力
总线结构
单总线结构
多部件共用一根总线，分时工作,传输效率较低。
单总线系统中,内存要为外设保留一些地址.
双总线结构
CPU与内存有专用高速总线,减轻系统总线的负担;
内存通过系统总线与外设进行DMA操作,不必经过CPU.
双总线系统中,设有专门的I/O指令
三总线结构
增加I/O总线
进一步提高了CPU的效率
通道是一台具有特殊功能的处理器,它分担了一部分CPU的功能
.统一管理外设及实现外设与内存间的数据传送.
三总线系统比单总线系统要大得多.
总线带宽
总线带宽Dr=D/T=D*f
总线接口
信息传送方式
串行传送
并行传送
分时传送
总线接口基本概念
速度匹配;
格式转换;
传送主机控制信号;
反映设备的工作状态;
识别和指示数据传送的地址和传输量;
程序中断。
（二）总线的仲裁与定时
集中式仲裁
链式查询方式
优先级固定
离总线控制器近的优先级高
单点故障
容易扩充
总线授权信号１根
计数器定时查询方式
总线授权信号线
㏒2n
取整
优先级可变
设置计数器初始值
独立请求方式
每一设备有一对BR和BG;
响应速度高
控制灵活,优先级可通过程序改变;
控制线数多.---2n根.
分散式仲裁
无需中央仲裁器（总线控制器）
每个功能设备均有仲裁号及仲裁器
优先级仲裁策略
七，总线通信控制
1，目的：解决通信双方协调配合问题
2，总线传输周期：（1）申请分配阶段：主模块申请，总线仲裁决定
（2）寻址阶段：主模块向从模块给出地址和命令
（3）传数阶段：主模块和从模块交换数据
（4）结束阶段：主模块撤销有关信息
3，总线通信的四种方式：（1）同步通信：由统一时标控制数据传送
（2）异步通信：采用应答方式，没有公共时钟标准
（3）半同步通信：同步、异步结合
（4）分离式通信：充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力
前三种通信的共同点：一个总线传输周期
主模块发地址、命令 占用总线
从模块准备数据 不占用总线
从模块向主模块发数据 占用总线
分离式通信特点：（1）各模块有权申请占用总线
（2）采用同步方式通信，不等对方回答
（3）各模块准备数据时，不占用总线
（4）总线被占用时，无空闲
常用总线
ISA/EISA
NGIO
InfiniBand
AGP
PCI/PCI-X
Future I/O
USB
PCI-E
VESA
如何优化总线系统性能
物理方法
提高主频
提高位宽
优化总线结构
多总线结构可优化总线系统性能
优化仲裁和定时方式
同步，独立请求方式性能较好
并行--->串行演变