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匯流排中的數據流通是通過什麼控制

發布時間:2023-05-14 11:57:24

1. 什麼是匯流排控制

匯流排是指電腦主板上各重要零部悔悉讓件通信時所需的通道,比如cpu與北橋之間,cpu與內存之間等。匯流排控制就是指對各設備之間的數據傳陸攔輸等進行控碧局制。

2. 什麼叫匯流排匯流排的控制方式解決什麼問題有哪幾種常見的控制方式

匯流排的三種控制方式:串列鏈接、定時查尋和獨立請求。

1.串列鏈接方式

在串列鏈接方式下,匯流排使用權的分配通過三根控制線來實現:匯流排可用、匯流排請求和匯流排忙信號線

所有的功能部件經過一條公共的匯流排請求信號線向匯流排控制器發出要求使用匯流排的請求

控制器收到匯流排申請後,首先檢查匯流排忙信號線,只有當匯流排處於空閑狀態時,匯流排請求才能被匯流排控制器響應,

此時,送出匯流排可用的回答信號,該信號串列地通過每個部件。

未發出匯流排請求的部件在接收到匯流排可用信號時將其傳送給下一個功能部件;(沒請求的人不搭理可用信號)

發出請求的部件在收到匯流排可用信號後就停止傳送該信號,並開始建立匯流排忙信號,並去除匯流排請求信號,開始匯流排操作。

在數據傳送期間,匯流排忙信號維持匯流排可用信號的建立。

完成數據傳送後,部件除去匯流排忙信號,匯流排可用信號也隨之去除。

此後若有匯流排請求,則再次開始匯流排分配過程。

可見,這種方式使使用匯流排的優先次序完全由匯流排可用線所接部件的物理位置來決定

離匯流排控制器越近的部件其獲得匯流排使用權的優先順序別越高,越遠的部件優先順序別越低。

串列鏈接方式的主要優點

匯流排裁決演算法很簡單,用於控制匯流排分配的線數很少,而且與掛接在匯流排上的部件的數量無關,易於擴充設備。

缺點

但這種方式由於優先順序是固定的,靈活性較差,不能由軟體改變優先順序

如果級別高的部件頻繁使用匯流排時,優先順序低的部件可能很久也得不到響應。

又由於匯流排可用信號串列地通過各個部件,這限制了匯流排分配的速度;

在匯流排可用信號傳輸的過程中,如果第I個部件發生故障,在其後的所有部件將主永遠得不到匯流排的使用權

即對硬體的失效很敏感。

在匯流排上增加、去除或移動部件也要受匯流排長度的限制。

2.定時查詢方式

採用查詢方式的集中式匯流排控制方式。

查詢方式的原理是在匯流排控制器中設置一個查詢計數器。

由控制器輪流地對各部件進行測試,看其是否發出匯流排請求。

當匯流排控制器收到申請匯流排的信號後,計數器開始計數,如果申請部件編號與計數器輸出一致,則計數器停止計數,

該部件可以獲得匯流排使用權,並建立匯流排忙信號,然後開始匯流排操作。

使用完畢後,撤消匯流排忙信號,釋放匯流排,若此時還有匯流排請求信號,控制器繼續進行輪流查詢,開始下一個匯流排分

配過程。

計數器的值可以每次從「0」開始計數,這時部件的優先順序類似於串列鏈接方式;

如果計數器的值每次從上次的中止點開始計數,則是一種循環優先順序,每個部件獲得匯流排使用權的機會均相等;

計數器的值還可以通過程序的方法來改變,在每次匯流排分配前賦予計數器一個起始值

同樣,部件號也可以由程序置定,這樣部件的優先順序有較靈活的改變

查詢方式是用計數查詢線代替了串列鏈接方式的匯流排可用信號線,

這樣不會因某一部件的故障而引起其他部件獲得匯流排的使用權,故可靠性比較高。

但查詢線的數目限制了匯流排上可掛接的部件數目,擴充性較差,而且控制較為復雜

匯流排的分配速度取決於計數信號的頻率和部件數,速度仍然不會很高。

3.獨立請求方式

每個部件都有各自的一對匯流排請求和匯流排允許線,各部件可以獨立地向控制器發出匯流排請求

匯流排已被分配信號線是所有部件公用的。

當部件要申請使用匯流排時,送匯流排請求信號到匯流排控制器

如果匯流排已被分配信號線還未建立,即匯流排空閑時,匯流排控制器按照某種演算法對同時送來的請求進行裁決,

確定響應哪個部件發來的匯流排請求,然後返回這個部件相應的匯流排允許信號,

部件得到匯流排允許信號後,去除其請求,建立匯流排已被分配信號,這次的匯流排分配結束,

直至該部件傳輸完數據,撤消匯流排已被分配信號,經匯流排控制器去除匯流排准許信號,

可以接受新的申請信號,開始下一次的匯流排分配。

這種方式的匯流排分配速度快,各模塊優先順序的確定靈活,

既可以採用優先順序固定法,也可通過程序改變優先次序,還可通過屏蔽禁止某個請求,

也能方便地不響應來自己知失效或可能失效的部件發出的請求,

但這是以增加匯流排控制器的復雜性和控制線的數目為代價的。

[練習題]
匯流排控制機構為解決N個部件使用匯流排時優先次序的裁決,集中式定時查詢,需另外增加控制線根數為( )。
A. 3 B. 2N十1
C. 2十「log2N」 D. N十2

參考答案: C

[練習題]
匯流排的控制方式分為(1)和(2)。

參考答案:(1)集中式控制 (2)分布式控制

[練習題]
匯流排總裁演算法有:靜態優先順序演算法、 (1) 、動態優先順序演算法和先來先服務演算法。
參考答案: (1)固定時間片演算法

[練習題]
匯流排控制方式有哪3種?各需要增加幾根用於匯流排控制的控制線?匯流排控制優先順序的靈活性如何?

參考答案:

匯流排控制方式有串列鏈接、定時查詢和獨立請求3種。
串列鏈接需增加3根控制線,優先順序線連固定,無靈活性;
定時查詢需增加2十「log2N」根控制線,優先順序可用程序改變,靈活;
獨立請求需增加2N+l根控制線,優先順序可用程序改變,靈活。

鏈式查詢bs+br+bg 3根 計數查詢┌log2n┐+br+bs根
Bus Request,匯流排請求線BR
Bus Grant ,匯流排響應線BG
Bus State ,匯流排狀態線BS

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