• 内容讲解

总线的通信就是决定共享总线的各个部件之间如何进行通信、如何实现数据传输的问题。

总线的一次信息传送过程,大致可分为如下五个阶段:请求总线,总线仲裁,寻址(目的地址),信息传送,状态返回(或错误报告)。

为了同步主方、从方的操作,必须制订通信定时协议。所谓定时,是指事件出现在总线上的时序关系。对此,计算机系统中有两种截然不同的通信方式:同步通信和异步通信。

1. 同步通信

在同步通信协议中,事件出现在总线上的时刻由总线时钟信号来确定。图6-9(a)表示读数据的同步时序,所有事件都出现在时钟信号的上升沿,大多数事件只占据一个时钟周期。CPU首先发出读命令信号,并将存储器地址发到地址线上,它也可发出一个启动信号,指明控制信息和地址信息均已出现在总线上。存储器模块识别地址码,经过一个时钟周期延迟(存取时间)后,将数据和认可信息放到总线上,被CPU读取。

619.gif

由于采用了公共时钟,每个功能模块什么时候发送或接收信息都由统一时钟规定,因此,同步通信具有较高的传输频率。

同步通信适用于总线长度较短、各功能模块存取时间比较接近的情况,这是因为同步方法对于任何两个功能模块的通信都给予相同的时间安排。但由于同步总线必须按最慢的模块来设计公共时钟,当各功能模块的存取时间相差很大时,总线效率会大大损失。

2. 异步通信

在异步通信协议中,后一事件出现在总线上的时刻取决于前一事件的出现,即建立在应答式或互锁机制基础上。在这种系统中,不需要统一的公共时钟信号,总线周期的长度是可变的。图6-9(b)表示采用异步通信协议的读数据操作过程。CPU发出读命令信号和存储器地址信号,经过一段时间的延迟,待信号稳定后,它启动主同步(MSYN)信号,引发存储器以从同步(SSYN)信号予以响应,并将数据放到数据线上。这个SSYN信号使CPU读数据,然后撤消MSYN信号,MSYN信号撤消又使SSYN信号撤消,最后地址线、数据线不再有有效信息,于是读数据总线周期结束。

异步通信的优点是总线周期长度可变,不把响应时间强加到功能模块上,因而允许快速和慢速的功能模块连接到同一总线上,但这是以增加总线的复杂性和成本为代价的。正因为如此,目前多数微机的总线还是采用同步通信的方法。