6． 系统总线
（×）总线概述：识记总线的基本概念，分类，总线的组成及性能指标；
（详见教材）
（★★）总线仲裁的仲裁方式以及各自的工作原理；
集中仲裁
| 对比项目 | 链式查询 | 计数器定时查询 | 独立请求 |
|---|---|---|---|
| 工作原理 | 离总线控制部件距离越近，优先级越高 | 优先级由计数器设置 | 每个设备都有一条连接总线控制部件的请求线 |
| 控制线数 | 3（总线请求 BR ：1；总线忙 BS ：1；总线允许 BG ：1） | \(\lceil log_2n\rceil+2\)（总线请求 BR ：1；总线忙 BS ：1；总线允许 BG ：\(\lceil log_2n\rceil\)） | 2n+1（总线请求 BR ：n；总线忙 BS ：n；总线允许 BG ：1） |
| 优点 | 优先级固定；结构简单；扩充容易 | 优先级灵活 | 响应速度块；优先级灵活 |
| 缺点 | 对电路故障敏感，优先级不灵活 | 控制线多；控制复杂 | 控制线多；控制复杂 |
分布仲裁
（详见王道）
（★★）总线操作和定时方式以及原理；
总线周期的 4 个阶段
定时方式
- 同步
- 采用统一的时钟信号来协调发送和接收双方传送定时关系
- 异步
- 不互锁
- 半互锁
- 全互锁
（×）总线标准，常用标准所规定的机械结构、功能结构和电气规范；
（详见教材）
解题技巧及重要结论
- 有关总线性能的一些概念
- 总线的时间周期：即机器的时钟周期。
- 总线的工作频率：总线周期的倒数。指1秒内传送几次数据。
- 若\(总线时间周期=N个时钟周期\)，那么总线的工作频率为 \(\frac{时钟频率}{N}\)
- 总线宽度：又称总线位宽，它是总线上同时能够传输的数据位数，通常指数据总线的根数
- 总线带宽：总线的数据传输率，单位时间内总线上可传输数据的位数。
- 公式：\(总线带宽=\frac{总线周期中传输的数据量(单位：B)}{总线周期(单位：s)}=总线工作频率\times \frac{总线宽度}{8}\)
- 单位：B/s、KB/s 等
- 例题：
- （2012 · 408）某同步总线的时钟频率为 100 MHz ，宽度为 32 位，地址/数据线复用，每传输一个地址或数据占用一个时钟周期。若该总线支持突发传输方式，则一次“主存写”总线事务传输 128 位数据所需要的时间至少是
- 分析：
- 这里计算的时间包括两个部分：传输地址的时间和传输数据的时间
- 带宽为 100 M × 32 bit = 3200 Mbit/s
- 所以，
- 传输 32 位地址需要 10 ns （32 / (3200 M)）
- 传输 128 位数据需要 40 ns （128/ (3200 M)）
- 总时间为 50 ns
参考资料
- 计算机组成与系统结构.袁春风等
- 2020年计算机组成原理考研复习指导.王道论坛