总线

引入总线结构有什么好处？

1. 简化了系统结构，便于系统设计制造；
2. 大大减少了连线数目，便于布线，减少体积；
3. 便于接口设计，所有与总线连接的设备均采用类似的接口；
4. 便于系统扩充、更新与灵活配置，易于实现系统的模块化；
5. 便于设备的软件设计，所有接口的软件对不同的接口进行操作；
6. 便于诊断故障和维修，降低成本；

引入总线结构会导致什么问题？如何解决？
引入总线后，总线上的各设备分时共享同一总线，当总线上多个设备同时要求使用总线时就会导致总线的冲突。
为了解决多个主设备同时争用总线控制权的问题，应当采用总线仲裁部件，以某种方式选择一个主设备优先获得总线控制权。

总线的特点

总线设备

总线上连接的设备，按照其对总线有无控制功能可分为主设备和从设备。
主设备：指获得总线控制权的设备；
从设备：指被主设备访问的设备，它只能相应从主设备发来的各种总线命令；

总线特性

• 机械特性（尺寸、形状）
• 电气特性（传输方向和有效的电平范围）
• 功能特性（每根传输线的功能）
• 时间特性（信号和时序的关系）

总线的分类

功能分类

I/O总线
I/O总线主要用于连接中低速的I/O设备，通过I/O接口与系统总线相连接，目的是为了将低速设备与高速总线相分离，以提升系统总线的性能。
常见的I/O总线标准有USB、PCI总线、PCIe总线等。

数据传输格式分类

时序控制方式分类

• 同步总线
• 异步总线

总线结构

总线的性能指标

桥接器向其他总线提供的时钟大多不一样。

总线事务与定时

在总线事务的传输阶段，主从设备之间一般只能传输一个字长的数据。
突发（猝发）传送方式能够进行连续成组数据的传送，其寻址阶段发送的是连续数据单元的首地址。在传输阶段传送多个连续单元的数据，每个时钟周期可以传送一个字长的信息，传输完毕后释放总线。

半同步通信可以调节总线传输周期内的时钟数，所以也可以让两个速度相差较大的设备进行可靠的信息交换。
半同步通信既保留了同步通信的特点，又能采用异步应答方式连接速度相差较大的设备。通过在异步总线中引入时钟信号，其就绪和应答等信号都在时钟的上升沿或下降沿有效，而不受其他时间的信号干扰。

分离式通信中，从模块也有申请总线的能力。

总线仲裁

总线标准

系统总线标准

局部总线标准

设备总线标准