概述
总线是一组能为多个部件分时共享的公告信息传送线路：
特性
- 机械特性：尺寸、形状、管脚数、排列顺序
- 电气特性：传输方向和有效的电平范围
- 功能特性：每根传输线的功能
- 时间特性：信号的时序关系
分类
数据传输格式
串行总线：一次传送1bit
并行总线：一次传送多位
总线功能
片内总线：CPU内部的总线，芯片内部寄存器之间，寄存器和ALU之间的公共连接线
系统总线：计算机系统内各功能部件之间相互连接的总线，又分为三类
- 数据总线（DB）：传输各功能部件之间的数据信息，包括指令和操作数，位数（根数）和机器字长，存储字长一致，双向
- 地址总线（AB）：传输地址信息，包括主存和IO的地址，位数（根数）与主存地址空间大小和设备数量有关，单向
- 控制总线（CB）：一根控制线传输一个信号，有出：CPU送出的控制命令，有入：主存或外设返回CPU的反馈信号
通信总线：用于计算机系统之间或与其它系统之间信息传输的总线，也叫外部总线
系统总线的结构
单总线结构
双总线结构
三总线结构
四总线结构
性能指标
传输周期（总线周期）：一次总线操作所需的时间，包括申请阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段，通常由若干总线时钟周期构成
时钟周期：机器的时钟周期，计算机有一个同一的时钟，以控制整个计算机的各个部件，也有可能通过桥接器提供
工作频率：总线周期的倒数，一秒传送几次数据
时钟频率：时钟周期的倒数，一秒内有几个时钟周期
总线宽度：又称总线位宽，指总线上同时能够传输的数据位数，数据总线的根数
总线带宽：总线的数据传输率，即单位时间内总线上可传输数据的位数，用每秒传送信息的字节数衡量 \[ 总线带宽=总线工作频率\times 总线宽度=总线工作频率\times \frac{总线宽度}{8} (B/s)=\frac{总线宽度}{总线周期} \]
这里总线带宽是指总线本身能达到的最高传输速率，计算实际的有效数据传输率时，要用实际传输的数据量除以耗时
- 总线复用：一种信号线在不同时间传输不同信息，可以用更少的线传输更多信息，节约了空间和成本
- 信号线数：三种总线的线数总和
操作和定时
四个阶段
- 申请分配阶段：由需要使用的总线主模块提出申请，经总线仲裁机构决定将下一传输周期的总线使用权授予某一申请者，也可细分为传输请求和总线仲裁两个阶段
- 寻址阶段：获得使用权的主模块通过总线发出本次要访问的从模块的地址和有关命令，启动参与本次传输的从模块
- 传输阶段：主模块和从模块数据交换，可单向/双向
- 结束阶段：主模块有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权
总线定时：总线在双方交换数据的过程中需要时间上配合关系的控制，称为总线定时，实质是一种协议或规则
同步定时方式
采用一个统一的时钟信号来协调发送和接受双方的传送定时关系
读命令：
- CPU在T1时刻上升沿给出地址信息
- T2上升沿给出读命令（低电平有效），与地址相符合的输入设备按照命令进行一系列操作，且必须在T3上升沿到来之前将CPU所需数据传到数据总线上
- CPU在T3时钟周期内，将数据线上的信息传到其他内部寄存器中
- CPU在T4的上升沿撤销读命令，输入设备不再向数据总线上传数据，撤销对数据总线的驱动
若干个时钟产生相等的时间间隔，每个间隔构成一个总线周期
在一个总线周期中，发送方和接收方可以进行一次数据传送
优点：传输速度快，具有较高的传输速率，总线控制逻辑简单
缺点：主从设备强制性同步，不能及时进行数据通信的有效性校验，可靠性差
适用于总线长较短及总线所接部件存取时间比较接近
异步定时方式
没有统一时钟，也没固定间隔，靠双方互相制约的握手信号表示
主设备提出交换信息的请求信号，经过接口传到从设备，从设备接到主设备的请求后，通过接口向主设备发出回答信号
优点：主线周期长度可变，自动适应时间配合
缺点：比同步复杂，且速度慢
半同步通信
同步异步结合
分离通信
一个周期分为俩子周期
子周期1：主模块申请占用总线，使用后放弃总线使用权
子周期2：从模块申请占用总线，将各种信息放到总线上
特点：
