总线

总线是一种用来连接计算机各功能部件并承担部件之间信息传输任务的公共信息通道，能在各部件之间传输数据与控制命令。

总线的特性

①物理特性。物理特性又称为机械特性，指总线上部件在物理连接时表现出的一些特性，如插头与插座的几何尺寸、形状、引脚个数及排列顺序等。

②功能特性。功能特性是指每根信号线的功能，如地址总线表示地址码，数据总线表示传输的数据，控制总线表示总线上操作的命令、状态等。

③电气特性。电气特性是指每根信号线上的信号方向及表示信号有效的电平范围。通常，数据信号和地址信号定义的高电平为逻辑1、低电平为逻辑0，控制信号则没有统一的约定，如WE 表示低电平有效、Ready表示高电平有效。不同总线的高电平、低电平的电平范围也无统一的规定, 但通常与TTL电路的电平相符。

④时间特性。时间特性又称为逻辑特性，指在总线操作过程中每根信号线上信号什么时候有效、持续多久等，通过这种时序关系约定，确保总线操作正确进行。

总线的技术指标

1.总线宽度：数据线的位数。

2.工作频率：每秒传输数据的次数。

3.带宽与数据传输率。

总线的判优（仲裁）

总线上在某一时刻可能出现不止一个部件提出总线的申请，就需要进行判优选择。主要有两种方式。

集中式总线仲裁：包括三种，链式查询方式，计数器定时查询方式，独立请求方式

1.链式查询：一个设备发出总线请求信号，升起总线忙信号，由总线授权线发出信号，逐个询问设备，直到找到有总线请求的设备。优先级取决于离总线控制器的逻辑距离。

2.计数器定时查询：与链式查询相比，多了个计数器，当查询计数器的数值与发出信号的设备编号一致时，终止查询，发出总线忙信号后获得控制权。可以设置计数初值，设备编号，优先次序可以由程序控制，更加灵活。

3.独立请求：每个设备通过专有总线请求信号线与总线仲裁器连接，独立发送总线请求信号，仲裁器根据某种算法判断多个总线请求信号并批准某一个可以使用。

分布式总线仲裁：每个设备都有专用的仲裁电路和设备号，各设备通过仲裁电路竞争使用总线。

 总线的控制方式

1.同步控制方式：以时钟周期位划分时间段的基准，每一步操作都必须在规定时间段内完成，强制使主从模块同步。

2.异步控制方式：设备间采用“请求－应答”的方式实现总线的数据传输控制。异步应答分为不互锁（主模块发送请求后自动关闭，从模块收到后执行完命令也自动关闭），半互锁（主模块发送请求后收到从模块确认信号才关闭，从模块自动关闭），全互锁（在半互锁的基础上，从模块收到主模块的关闭信号后才关闭）。

3.半同步控制方式：同步与异步的结合，还是以时钟周期划分时间段，主模块发送请求后，在从模块准备数据的过程中添加等待时间Tw，若从模块还没准备好数据，Tw低电频有效，添加一个等待周期Wait。

4.分离式通信：在等待时间允许其他模块占用总线。