總線的三種控制方式:串行鏈接、定時(shí)查尋和獨(dú)立請(qǐng)求。1.串行鏈接方式
在串行鏈接方式下,總線使用權(quán)的分配通過三根控制線來實(shí)現(xiàn):總線可用、總線請(qǐng)求和總線忙信號(hào)線,如圖3.5所示。所有的功能部件經(jīng)過一條公共的總線請(qǐng)求信號(hào)線向總線控制器發(fā)出要求使用總線的請(qǐng)求,控制器收到總線申請(qǐng)后,首先檢查總線忙信號(hào)線,只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí),總線請(qǐng)求才能被總線控制器響應(yīng),此時(shí),送出總線可用的回答信號(hào),該信號(hào)串行地通過每個(gè)部件。未發(fā)出總線請(qǐng)求的部件在接收到總線可用信號(hào)時(shí)將其傳送給下一個(gè)功能部件;發(fā)出請(qǐng)求的部件在收到總線可用信號(hào)后就停止傳送該信號(hào),并開始建立總線忙信號(hào),并去除總線請(qǐng)求信號(hào),開始總線操作。在數(shù)據(jù)傳送期間,總線忙信號(hào)維持總線可用信號(hào)的建立。完成數(shù)據(jù)傳送后,部件除去總線忙信號(hào),總線可用信號(hào)也隨之去除。此后若有總線請(qǐng)求,則再次開始總線分配過程。
可見,這種方式使使用總線的優(yōu)先次序完全由總線可用線所接部件的物理位置來決定,離總線控制器越近的部件其獲得總線使用權(quán)的優(yōu)先級(jí)別越高,越遠(yuǎn)的部件優(yōu)先級(jí)別越低。
串行鏈接方式的主要優(yōu)點(diǎn)是總線裁決算法很簡(jiǎn)單,用于控制總線分配的線數(shù)很少,而且與掛接在總線上的部件的數(shù)量無關(guān),易于擴(kuò)充設(shè)備。但這種方式由于優(yōu)先級(jí)是固定的,靈活性較差,不能由軟件改變優(yōu)先級(jí),如果級(jí)別高的部件頻繁使用總線時(shí),優(yōu)先級(jí)低的部件可能很久也得不到響應(yīng)。又由于總線可用信號(hào)串行地通過各個(gè)部件,這限制了總線分配的速度;在總線可用信號(hào)傳輸?shù)倪^程中,如果第I個(gè)部件發(fā)生故障,在其后的所有部件將主永遠(yuǎn)得不到總線的使用權(quán),即對(duì)硬件的失效很敏感。在總線上增加、去除或移動(dòng)部件也要受總線長(zhǎng)度的限制。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201612/330340.htm2.定時(shí)查詢方式
圖3.6為采用查詢方式的集中式總線控制方式。查詢方式的原理是在總線控制器中設(shè)置一個(gè)查詢計(jì)數(shù)器。由控制器輪流地對(duì)各部件進(jìn)行測(cè)試,看其是否發(fā)出總線請(qǐng)求。當(dāng)總線控制器收到申請(qǐng)總線的信號(hào)后,計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù),如果申請(qǐng)部件編號(hào)與計(jì)數(shù)器輸出一致,則計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),該部件可以獲得總線使用權(quán),并建立總線忙信號(hào),然后開始總線操作。使用完畢后,撤消總線忙信號(hào),釋放總線,若此時(shí)還有總線請(qǐng)求信號(hào),控制器繼續(xù)進(jìn)行輪流查詢,開始下一個(gè)總線分配過程。
計(jì)數(shù)器的值可以每次從“0”開始計(jì)數(shù),這時(shí)部件的優(yōu)先級(jí)類似于串行鏈接方式;如果計(jì)數(shù)器的值每次從上次的中止點(diǎn)開始計(jì)數(shù),則是一種循環(huán)優(yōu)先級(jí),每個(gè)部件獲得總線使用權(quán)的機(jī)會(huì)均相等;計(jì)數(shù)器的值還可以通過程序的方法來改變,在每次總線分配前賦予計(jì)數(shù)器一個(gè)起始值,同樣,部件號(hào)也可以由程序置定,這樣部件的優(yōu)先級(jí)有較靈活的改變。
查詢方式是用計(jì)數(shù)查詢線代替了串行鏈接方式的總線可用信號(hào)線,這樣不會(huì)因某一部件的故障而引起其他部件獲得總線的使用權(quán),故可靠性比較高。但查詢線的數(shù)目限制了總線上可掛接的部件數(shù)目,擴(kuò)充性較差,而且控制較為復(fù)雜,總線的分配速度取決于計(jì)數(shù)信號(hào)的頻率和部件數(shù),速度仍然不會(huì)很高。
3.獨(dú)立請(qǐng)求方式
每個(gè)部件都有各自的一對(duì)總線請(qǐng)求和總線允許線,各部件可以獨(dú)立地向控制器發(fā)出總線請(qǐng)求,總線已被分配信號(hào)線是所有部件公用的,如圖3.7所示。當(dāng)部件要申請(qǐng)使用總線時(shí),送總線請(qǐng)求信號(hào)到總線控制器,如果總線已被分配信號(hào)線還未建立,即總線空閑時(shí),總線控制器按照某種算法對(duì)同時(shí)送來的請(qǐng)求進(jìn)行裁決,確定響應(yīng)哪個(gè)部件發(fā)來的總線請(qǐng)求,然后返回這個(gè)部件相應(yīng)的總線允許信號(hào),部件得到總線允許信號(hào)后,去除其請(qǐng)求,建立總線已被分配信號(hào),這次的總線分配結(jié)束,直至該部件傳輸完數(shù)據(jù),撤消總線已被分配信號(hào),經(jīng)總線控制器去除總線準(zhǔn)許信號(hào),可以接受新的申請(qǐng)信號(hào),開始下一次的總線分配。
這種方式的總線分配速度快,各模塊優(yōu)先級(jí)的確定靈活,既可以采用優(yōu)先級(jí)固定法,也可通過程序改變優(yōu)先次序,還可通過屏蔽禁止某個(gè)請(qǐng)求,也能方便地不響應(yīng)來自己知失效或可能失效的部件發(fā)出的請(qǐng)求,但這是以增加總線控制器的復(fù)雜性和控制線的數(shù)目為代價(jià)的。
選擇題
測(cè)試3.1.5總線控制機(jī)構(gòu)為解決N個(gè)部件使用總線時(shí)優(yōu)先次序的裁決,集中式定時(shí)查詢,需另外增加控制線根數(shù)為( )。
A. 3B. 2N十1
C. 2十「log2N」D. N十2
參考答案:3.1.5C
填空題
測(cè)試3.2.4總線的控制方式分為(1)和(2)。
參考答案:3.2.4(1)集中式控制 (2)分布式控制
測(cè)試3.2.7
總線總裁算法有:靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法、(1)、動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法和先來先服務(wù)算法。
參考答案:3.2.7(1)固定時(shí)間片算法
問答題
測(cè)試3.4.2總線控制方式有哪3種?各需要增加幾根用于總線控制的控制線?總線控制優(yōu)先級(jí)的靈活性如何?
參考答案:3.4.2
總線控制方式有串行鏈接、定時(shí)查詢和獨(dú)立請(qǐng)求3種。串行鏈接需增加3根控制線,優(yōu)先級(jí)線連固定,無靈活性;定時(shí)查詢需增加2十「log2N」根控制線,優(yōu)先級(jí)可用程序改變,靈活;獨(dú)立請(qǐng)求需增加2N+l根控制線,優(yōu)先級(jí)可用程序改變,靈活。串行鏈接需增加3根控制線,優(yōu)先級(jí)線連固定,無靈活性。定時(shí)查詢需增加2十「log2N」根控制線,優(yōu)先級(jí)可用程序改變,靈活;獨(dú)立請(qǐng)求需增加2N+l根控制線,優(yōu)先級(jí)可用程序改變,靈活。
評(píng)論