总线的概念以及分类

为什么要用总线：

早期计算机设备少，大多用分散的方法连接实现，不易实现随时增减外部设备，为了更好解决io设备和主机之间连接的灵活性，计算机的结构从分散连接发展为总线连接。

总线的特性

1.机械特性

尺寸，形状，管脚树，排列顺序

2.电气特性

传输方向和有效电平范围【比如说0-0.5v 或者4.8-5.2v】这样的范围，就叫电平范围

3.功能特性

每根传输线的功能（地址，数据，控制）

4.时间特性

信号的时序

总线的分类-数据传输格式

串形总线

比如说A设备要给B设备发送数据，只能一个比特一个比特发送

优点：只需要一条传输线，成本低廉，广泛用于长距离传输；应用于计算机内部时，可以节约布线空间

缺点：再数据发送和接受的时候，要进行拆卸和装配，要考虑串形-并行转换的问题

并行总线

可以每次传输多位比特

优点：总线逻辑时序比较简单，电路实现起来容易

缺点：由于线数量很多，占用很多的布线空间，远距离传输成本高。还会有可能产生信号线之间的干扰问题

因此：并行总线不一定比串形总线更快

总线的分类-按总线功能

tips：数据通路表示数据流经的路径；数据总线是承载的媒介

片内总线

片内总线时芯片内部的总线

它是cpu芯片内部寄存器与寄存器之间，寄存器与alu之间的公共连接线

系统总线

计算机系统内部各部件之间互相连接的总线

可以进一步分为三类

数据总线DB （Data Bus）

用于从主存中取出指令和操作数

地址总线AB （Address Bus）

cpu通过AB发出地址信号，说出它想要访问的主存地址是多少，也可以通过AB指出它想要访问的IO设备是哪一个

它的宽度位数需要和主存地址空间大小保持一致

如果主存和io设备采用统一编址，那么还需要考虑设备数量

控制总线CB（Ctrl Bus）

有出有入

即有可能是cpu向其它设备传输

也有可能是其它设备向cpu传输

通信总线-网线

通信总线用于计算机系统之间或者计算机系统与其它系统（远程通信设备，测试设备）之间信息传送的总线，通信总线也被称为外部总线

系统总线的结构

单总线结构

cpu，主存，io设备都在一组总线上

优点：结构简单，成本低廉，易于接入新的设备

缺点：带宽低，负载重，多个部件只能争取使用唯一的总线，且不支持并发操作

总线速度很快，但是设备速度慢，用这个总线传输慢点设备时候，性能是被浪费的

双总线结构

有两条总线，一条主存总线用与cpu，主存

另一条是io总线，用于多个外部设备与通道之间进行数据传输

两个总线由通道连接

优点：将较低速度的io设备从单总线上分离出来，实现存储器总线和io总线分离

缺点：需要增加通道等硬件设备

三总线结构

在计算机各部件之间采用三条独自的总线，来构成信息通路，三条分别为

主存总线

io总线

DMA总线可直接访问内存

优点，提高了io设备的性能，使其更快响应，提高系统的吞吐率

缺点：系统工作效率比较低

总线的分类-连接部件

系统总线

片内总线

通信总线