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汇流排控制器

2018-02-26 17:24:33 百科
汇流排控制器

汇流排控制器

汇流排控制器是汇流排系统的核心,它的任务概括地说是管理汇流排的使用,包括汇流排上设备的管理和设备使用汇流排的过程管理。从概述图中可以知道,汇流排控制器处于汇流排系统的核心。之所以称为逻辑概念上的汇流排控制器,是因为在汇流排控制器实现技术中,并不一定存在一个独立的控制器,它的功能可能分布到汇流排的各个部件或者各个设备上。

基本介绍

  • 中文名:汇流排控制器
  • 外文名:System Management Bus
  • 缩写: SMBus
  • 作用:控制系统的核心

主要功能

从功能上看,汇流排控制器完成汇流排协定规定的任务,它有以下主要功能:
1、汇流排系统资源的管理
汇流排系统的资源主要有存储空间、设备连线埠空间、通道、中断等。汇流排控制器需要对资源进行分配,对资源冲突进行判定,需要对设备完成选择、启动、复位等功能。
2、汇流排系纯的定时
无论是同步汇流排还是异步汇流排,系统都必须有定时控制。所谓系统定时就是产生各种汇流排命令和标识信号,协调设备的工作过程,辅助汇流排仲裁器工作,控制设备占用汇流排的时间,产生各种定时信号等。
3、汇流排的仲裁
当汇流排中有若干个设备同时产生使用汇流排的请求时,需要对这些请求进行仲裁,以确定哪一个设备可以处于优先状态,从而获得汇流排使用权。
4、汇流排的连线
对于系统中存在多种汇流排,需要有汇流排控制器完成不同汇流排协定之间的转换;对于系统中有多条汇流排,汇流排控制器要完成这些汇流排之间的连线。

汇流排分类

微型计算机系统中採用的标準汇流排种类很多,但採用最多的是以下几种:
1、ISA汇流排
ISA(Industry Standard Architecture)即工业标準汇流排,是IBM公司为其生产的PC系列微型机制定的汇流排标準。1981年IBM推出PC/XT时,採用XT汇流排,数据宽度为8位,时钟频率为4.77MHz,所以ISA又称PC/XT汇流排。1984年又推出PC/AT时,在此基础上扩充为16位,6MHz的AT汇流排。AT的性能很好,被各种微型系统採用,所以就将AT和XT综合设计为工业标準汇流排ISA汇流排,时钟频率提高到8MHz。
2、MCA汇流排
ISA汇流排是开放式结构。IBM公司为了保护自身的利益,在1986年宣布PS/2机时,推出了一种相对封闭式的与ISA汇流排完全不同的全新的汇流排标準,称为微通道结构,即MCA(Micro Channel Architecture)。MCA汇流排是一种具有32位数据宽度的高性能汇流排标準,提供成组传送方式,即burst mode,又叫猝髮式或迸髮式。MCA被公认为是一种性能很好的汇流排,与ISA汇流排相比具有许多优点。但由于它的封闭性及其他一些原因没有发展起来,并且MCA与ISA不具有互换性。
3、EISA汇流排
1988年由COMPAQ、HP、AST、Epson、NEC等九家公司联合推出的EISA(ExtendedIndustrial Standard Architecture)是对ISA汇流排的扩展,是在ISA的基础上扩展成为高速的32位的汇流排体系结构。其主要特点是保证了与ISA汇流排的向下兼容,其意义在于保护了用户的投资。即ISA扩充和有关的软体的功能和特性都可以在EISA系统中保持有效,同时提供了较快的速度和较强的扩展能力,因而EISA汇流排一直被广泛套用。
4.PCI汇流排
PCI(Peripheral Component Interconnect)即外部设备互连汇流排,是时钟同步型输入/输出汇流排,用于连线微处理器和输入/输出设备。PCI汇流排是1992年6月由Intel公司提出的面向个人计算机的输入/输出汇流排。它不仅是为改善图形或图像的操作性能而设计,而是对整个系统提供了解决性能改进的方案。PCI总的设计思想是增加外设到CPU汇流排的数据传输量,与大量图形、图像处理相适应,并且又与传统兼容,使外设与CPU相对独立,便于标準化。
PCI汇流排不直接与CPU局部汇流排相连,它是通过PCI桥接器与CPU汇流排信号相连。PCI汇流排时钟为33MHz,与CPU时钟无关,汇流排的数据宽度为32位,并可扩展至64位,频宽可达132MB/S-264MB/S,提高了高速数据传输通路。对于不需要高速的传输设备,仍可以採用标準汇流排ISA,EISA,MCA连线。通过PCI汇流排的标準汇流排桥接器与PCI相连线,PCI汇流排的结构还可以扩充,从而可以增加外设的数量。
PCI汇流排支持并发工作。如CPU要访问PCI汇流排上的设备,它可以把一批数据快速写入桥接器的缓冲区,当这些数据从缓冲区不断写入PCI上的设备时,CPU可以同时执行其他操作。

设计使用

在汇流排系统设计和汇流排使用中.有几个必须注意的基本要素:
汇流排的宽度;
汇流排的类型;
汇流排的仲裁机制;
汇流排的定时方式;
汇流排的数据传送方式。

控制方法

不管是哪一种形式的汇流排控制器,都可以採用3种控制方法:优先权固定控制法、定时查询计数法以及独立请求控制法。
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