計算機組成原理2009年2月6日第3章系統總線計算機I/O系統總線存儲器CPU為什么要用總線?系統互聯分散連接內部連線十分復雜，布線困難擴展性差效率高總線連接簡潔、成本低擴展性好、靈活共享競爭1970年DEC公司PDP-11小型計算機首次采用總線技術processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機存儲器運算器控制器輸入設備輸出設備3.1總線的基本概念1、什么是總線2、總線上信息的傳送總線是連接各個部件的信息傳輸線是各個部件共享的傳輸介質串行并行總線定義：是連接多個部件的傳輸線總線的關鍵特征是共享傳輸線。總線的兩個特點：任意時刻只能有一個設備向總線發送信息系統瓶頸多個部件可以同時從總線接受相同的信息廣播式processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機3.2總線的分類1.片內總線2.系統總線芯片內部的總線數據總線地址總線控制總線雙向與機器字長、存儲字長有關單向與存儲地址、I/O地址有關有出有入計算機各部件之間的信息傳輸線存儲器讀、存儲器寫總線允許、中斷確認中斷請求、總線請求總線分類——按位置片內總線是指芯片內部的總線。如在CPU芯片內部，寄存器和寄存器之間、寄存器和算邏單元ALU之間都有總線連接。系統總線是指CPU、主存、I/O（通過I/O接口）各大部件之間的信息傳輸線。又叫板級總線和板間總線如ISA、PCI等。通信總線（I/O總線）是指計算機系統之間或計算機系統與其他系統（如控制儀表等）之間的通信傳輸線。IDE、SCSI、USB、RS－232processormemoryI/OInterface（adapter）I/OInterface（adapter）I/OdeviceI/Odevice主機片內總線系統總線通信總線通信總線串行通信總線并行通信總線傳輸方式用于計算機系統之間或計算機系統與其他系統（如控制儀表、移動通信等）之間的通信總線分類——按功能數據總線（DB）雙向，寬度差別地址總線（AB）單向，寬度與尋址空間有關控制總線（CB）命令和狀態總線也包括電源線和地線！數據總線數據總線上傳送數據信息，數據總線是雙向的。數據總線的條數稱為數據總線寬度。比如，16位總線，指其數據總線為16根。數據總線是三態的，未被地址信號選中的部件，不驅動數據總線（其數據引腳為高阻）。為什么使用三態？所謂三態，是指0，1和高阻抗三個狀態。由于數據總線是公共通道，在某一時刻，只允許接收某一設備的信號，其他一切設備都應和它斷開（呈高阻抗狀態）。數據總線設備2設備n設備3設備1通信控制總線控制總線上傳送一個部件對另一個部件的控制信號。主設備與從設備：在總線上所連接的各類設備，按其對總線有無控制功能可分為主設備和從設備。主設備對總線有控制權，從設備只能響應主設備發來的總線命令。這樣，總線上所有的信息傳輸都是由主設備啟動的。根據不同的使用意義，控制總線上有的信號線為三態，有的非三態。地址總線地址總線上傳送地址信號，主要用來指定需要訪問的部件（如存儲器單元、外設）。總線主設備發出地址信號后，總線上的所有部件均感受到該地址信號，但只有經過譯碼電路選中的部件才接收主設備的控制信號，并與之通信。地址總線是單向的，即地址信號只能由總線主設備至從設備。地址總線也是三態的，非主設備部件不能驅動地址總線。3.3總線特性及性能指標CPU

插件板M.M

插件板I/O插件板3.3.1總線物理實現BUS1.機械特性2.電氣特性3.功能特性4.時間特性3.3.2總線特性尺寸形狀傳輸方向和有效的電平范圍每根傳輸線的功能信號的時序關系地址數據控制總線特性機械特性：是指總線在機械連接方式上的一些性能。如插頭和插座使用的標準，它們的幾何尺寸、形狀、引腳的個數以及排列的順序，接頭處的可靠接觸等等。電氣特性：是指總線的每一根傳輸線上信號的傳輸方向和有效的電平范圍。如低電平表示邏輯“0”，并要求電平低于－3V；高電平表示邏輯“1”，并要求高電平高于＋3V。功能特性：是指總線中每根信號傳輸線的功能。時間特性：是指總線中的任一根信號傳輸線在什么時間內有效。為了正確傳輸數據信息，每條總線上的各種信號，互相存在著一種有效時序的關系，因此，時間特性一般可用信號時序圖來描述。3.3.3總線的性能指標1.總線寬度2.標準傳輸率3.時鐘同步/異步4.總線復用5.信號線數6.總線控制方式7.其他指標數據線的根數每秒傳輸的最大字節數（MB／s）同步、不同步地址線與數據線復用地址線、數據線和控制線的總和負載能力并發、自動、仲裁、邏輯、計數總線性能指標(1)總線寬度：是指數據總線的根數，用bit（位）表示，如8位、16位、32位、64位（也即8根、16根、32根、64根數據線）。最大傳輸率(總線帶寬)：總線本身所能達到的最高傳輸速率，用MB/s（每秒多少兆字節）表示。例：總線工作頻率33.3MHz，總線寬度32位，則最大傳輸率＝33.3×32/8＝132MB/s。時鐘同步/異步：總線上的數據與時鐘同步工作的總線稱為同步總線，與時鐘不同步工作的總線稱為異步總線。總線復用：為提高總線的利用率，將地址總線和數據總線共用一組物理線，在某一時刻該總線傳輸地址信號，另一時刻傳輸數據信號或命令信號。總線性能指標(2)信號線數：即地址總線、數據總線和控制總線三種總線的根數總和。總線控制方式：包括并發工作、自動配置、仲裁方式、邏輯方式、計數方式等。負載能力：通常用可連接擴增電路板數來反映總線的負載能力。由于不同的電路對總線的負載是不同的，即使同一電路在不同的工作頻率下，總線的負載也是不同的。因此，總線負載能力的指標是不太嚴格的。其他：如電源電壓是5V還是3.3V、總線能否擴展至64位寬度等。課堂練習與思考：1.總線中地址線的用處是______。A.選擇主存單元地址B.選擇進行信息傳輸的設備C.選擇外存地址D.指定主存單元和I/O設備接口電路的選擇地址

D2.系統總線中控制線的功能是______。A.提供主存、I/O接口設備的控制信號和響應信號B.提供數據信息C.提供時序信號D.提供主存、I/O接口設備的響應信號3.在______的微型計算機系統中，外設可和主存貯器單元統一編址，因此可以不使用I/O指令。

A.單總線B.雙總線C.三總線D.多總線AAISAEISAVL-BUSPCI模塊系統總線標準3.3.4總線標準系統模塊標準界面總線標準的產生總線是在計算機系統模塊化的發展過程中產生的，隨著計算及應用領域的不斷擴大，計算機系統中各類模塊（特別是I/O設備所帶來的各類接口模塊），其品種極其繁雜，往往出現一種模塊要配一種總線，很難在總線上更換、組合各類模塊或設備。20世紀70年代末，為了使系統設計簡化，模塊生產批量化，確保其性能穩定，質量可靠，便于維護，人們開始研究如何建立總線標準，完成系統設計和模塊制作。概念：所謂總線標準，可視為系統與各模塊、模塊與模塊之間的一個互連的標準界面。這個界面兩端的任一方只需根據總線標準的要求完成自身一面接口的功能要求，而無需了解對方接口與總線的連接要求。因此，按總線標準設計的接口可視為通用接口。目前流行的總線標準ISAEISAVESAPCIMCASTD……ISA、EISAISA：IndustryStandardArchitecture——工業標準體系結構，又稱AT總線24位地址線（可直接尋址的內存容量為16MB）62+36引腳8/16位數據線最高時鐘頻率8MHz最大傳輸率16MB/sEISA：ExtendedIndustryStandardArchitecture——擴展工業標準體系結構EISA是一種在ISA基礎上擴充開放的總線標準地址總線32位數據總線32位總線的時鐘頻率為8MHz最大傳輸率33MB/sMCA、STDMCA：MicroChannelArchitecture——微通道體系結構，32位標準總線，最大傳輸率40MB/s。MCA是IBM公司在推出其第一臺80386系統時，突破傳統ISA標準而創建的新型系統總線標準。MCA與ISA完全不兼容，所以限制了其推廣。STD：STD總線于1987年被國際電子電氣工程師協會（IEEE）列為標準（IEEE961標準），主要用于以微處理器為中心的工業控制領域。數據總線8位，最大傳輸率2MB/S。VL-BUS、PCIVL-BUS：是由VESA（VideoElectronicStandardAssociation，視頻電子標準協會）提出來的局部總線標準，也稱為VESA總線。數據總線32位總線時鐘頻率33MHz配有局部控制器，將高速設備直接掛在CPU的總線上，實現CPU與高速外設之間的高速數據交換PCI：PeripheralComponentInterconnect——外部設備互連總線。32/64位數據總線，總線時鐘頻率33MHz最大數據傳輸率132MB/s～264MB/s與ISA、EISA均可兼容支持即插即用、支持多層結構AGP、SCSI、USBAGP：AcceleratedGraphicsPort——加速圖形接口，專為提高視頻帶寬而設計的總線規范。它采用點對點連接，連接控制芯片組和AGP顯示卡，因此嚴格說AGP不能稱為總線，而是一種接口標準。SCSI：SmallComputerSystemInterface—小型計算機系統接口。SCSI總線主要用于光驅、音頻設備、掃描儀、打印機以及像硬盤驅動器這樣的大容量存儲設備等的連接，是一種直接連接外設的并行I/O總線。USB：UniversalSerialBus——通用串行總線，是一種連接外圍設備的I/O總線，具有即插即用、熱拔插等優良特點。16位ISA總線例1某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節的數據，假設一個總線周期等于一個總線時鐘周期，總線時鐘頻率為33MHz，則總線帶寬是多少?如果一個總線周期中并行傳送64位數據，總線時鐘頻率升為66MHz，則總線帶寬是多少?解：設總線帶寬用Dr表示，總線時鐘周期用T=1/f表示，一個總線周期傳送的數據量用D表示，（1）根據定義可得Dr=D/T=D×1/T=D×f=4B×33×1000000/s=132MB/s（2）64位=8B，Dr=D×f=8B×66×1000000/s=528MB/s

提示：此題主要是考查對總線帶寬的理解。總線帶寬＝一次傳輸的字節數／總線周期＝總線寬度/8*總線時鐘頻率3.4總線結構3.4.1單總線結構單總線（系統總線）CPUM.MI/O接口

外部設備1

外部設備2I/O接口…

外部設備nI/O接口…1.雙總線結構具有特殊功能的處理器由通道對I/O統一管理通道I/O接口設備n

……I/O接口設備0

CPU主存主存總線I/O總線3.4.2多總線結構2.三總線結構主存總線DMA總線I/O總線CPU

主存設備1設備n高速外設I/O接口I/O接口I/O接口……3.三總線結構的又一形式局域網系統總線CPUCache局部總線擴展總線接口擴展總線Modem串行接口SCSI局部I/O控制器主存4.四總線結構主存擴展總線接口局域網SCSI多媒體CPU調制解調器串行接口FAX系統總線局部總線高速總線擴展總線圖形Cache/橋1.傳統微型機總線結構3.4.3總線結構舉例存儲器SCSIII控制器主存控制器ISAEISA8MHz16位數據通路標準總線控制器33MHz32位數據通路系統總線調制解調器多媒體高速局域網高性能圖形CPU…2.VL-BUS局部總線結構33MHz的32位數據通路系統總線ISAEISA多媒體高速局域網高性能圖形調制解調器圖文傳真8MHz的16位數據通路標準總線控制器CPU主存控制器存儲器局部總線控制器

SCSIⅡ控制器VLBUS……3.PCI總線結構CPU多媒體PCI橋高速局域網高性能圖形調制解調器圖文傳真PCI總線系統總線33MHz的32位數據通路8MHz的16位數據通路ISAEISA標準總線控制器SCSIⅡ

控制器存儲器4.多層PCI總線結構PCI總線2存儲器橋0橋4PCI設備橋5總線橋橋3橋1設備橋2第一級橋第二級橋第三級橋PCI總線4PCI總線5PCI總線3PCI總線1PCI總線0存儲器總線

標準總線CPUPentium計算機主板總線結構圖CPU、RAM、ROM、控制芯片組等芯片之間的信號連接線稱為CPU總線。CPU總線針對具體處理器設計，因此沒有統一的規范。這是一個三總線結構，即有CPU總線、PCI總線和ISA總線。CPU總線的時鐘頻率為66.6MHz，CPU內部時鐘是此時鐘頻率的倍頻。此總線可連接4-128M內存。主存控制器和Cache控制器芯片用來管理CPU對主存和Cache的存取操作。PCI總線用來連接高速的I/O設備模塊，如顯卡等。通過“橋”芯片，PCI總線上連CPU總接，下連ISA總線。ISA總線連接低速I／O設備，支持7個DMA通道和15級可屏蔽硬件中斷。CPU總線、PCI總線和ISA總線通過兩個“橋”芯片連成整體。橋芯片起到了信號速度緩沖、電平轉換和控制協議轉換的作用。一、填空題

1.在單機系統中，三總線結構的計算機的總線系統由

、

和

等組成。

系統總線內存總線I/O總線

2.總線是構成計算機系統的

，是

多個部件之間進行數據傳送的

通道，并在

的基礎上進行工作。互連機構系統功能公共爭用資源

課堂練習與思考：3.5總線控制3.5.1總線判優控制總線判優控制分布式集中式主設備(模塊)對總線有控制權從設備(模塊)響應從主設備發來的總線命令1.基本概念鏈式查詢計數器定時查詢獨立請求方式總線控制兩個問題總線使用權分配，即總線判優控制，也稱為仲裁邏輯通信過程控制總線判優控制：多個主設備同時申請總線時，按一定的優先等級順序確定哪個主設備能使用總線。集中式：將控制邏輯集中在一處，即總線仲裁器，分為鏈式查詢、計數器定時查詢、獨立請求三種分布式：將控制邏輯分散在與總線連接的各個部件或設備上，由各個節點競爭使用權總線通信控制同步通信、異步通信、半同步通信、分離式通信2.鏈式查詢方式總線控制部件I/O接口0…BSBRI/O接口1I/O接口n…BG數據線地址線BS

-總線忙BR-總線請求BG-總線同意I/O接口1鏈式查詢方式

基本思想：

各設備通過共同單一的BR線，向中央仲裁器發出總線請求。仲裁器接到BR信號以后，在BS線狀態為“0”（總線不忙）的情況下，發出總線授權信號BG，該信號串行地從一個I/O接口傳送到下一個I/O接口。假如BG到達的接口無總線請求，則繼續往下查詢；假如BG到達的接口有總線請求，BG信號便不再往下查詢，該I/O接口獲得了總線控制權（將BS置為“1”）。顯然，離中央仲裁器最近的設備具有最高優先級，可以通過接口的優先級排隊電路來實現。

鏈式查詢方式的優點:只用很少幾根線就能按一定優先次序實現多個設備的總線仲裁，并且很容易擴充設備。鏈式查詢方式的缺點:

1.這種方式對詢問鏈的電路故障很敏感，即：如果第i個設備的接口中有關鏈的電路出現故障，造成“斷鏈”，那么第i個以后的設備都不能進行工作。

2.查詢鏈的優先級是固定的，如果優先級高的設備出現頻繁的請求時，優先級較低的設備可能長期不能使用總線3.計數器定時查詢方式

基本思想：

總線上的任一設備要求使用總線時，仍然通過共同的BR線向中央仲裁器發出總線請求。仲裁器接到請求信號以后，在BS線為“0”（總線不忙）的情況下，讓仲裁地址計數器開始計數，計數值通過一組地址線發向各設備。每個設備接口都有一個設備地址判別電路，當地址線上的計數值與請求總線的設備地址相一致時，該設備置BS線為“1”（總線占用），獲得了總線使用權，同時中止計數查詢。

計數器查詢方式的特點：

1.每次計數可以從“0”開始，也可以從上次的中止點開始。如果從“0”開始，各設備的優先次序與鏈式查詢法相同，優先級的順序是固定的。如果從中止點開始，則每個設備使用總線的優先級相等。

2.計數器的初值也可用程序來設置，因而可以方便地改變優先次序。當然，這種靈活性是以增加線數為代價的（如：增加為3根線，可管理23=8個設備；增加為4根線，則可管理24=16個設備等）。0BS

-總線忙BR-總線請求總線控制部件數據線地址線I/O接口0…BSBRI/O接口1I/O接口n設備地址計數器定時查詢方式I/O接口1計數器設備地址1排隊器排隊器4.獨立請求方式總線控制部件數據線地址線I/O接口0I/O接口1I/O接口n…BR0BG0BR1BG1BRnBGnBG-總線同意BR-總線請求

獨立請求方式

基本思想：讓每一個共享總線的設備都有一對總線請求線BRi和總線授權線BGi。當任何一個設備要求使用總線時，都可獨立地向仲裁器發出自己的請求信號BRi。由中央仲裁器中的排隊電路決定首先響應哪個設備的請求，并給該設備以授權信號BGi。

獨立請求方式的特點：

1.響應時間快，確定優先響應的設備所花費的時間少，用不著逐個設備地查詢。

2.既可以預先固定，也可以通過程序來方便地改變優先次序，因此對優先次序的控制相當靈活；

3.可以用屏蔽(禁止)某個請求的辦法，封鎖來自無效設備的請求。（對設備的請求進行干預和管理）

4.這種方式需增加的線數較多（N個設備，需要2N根線），仲裁器的結構相應也要復雜一些。總線判優控制——集中式獨立請求方式的工作原理：每個模塊有一組獨立的“總線請求”和“總線允許”信號線，每對信號線有其相應的優先級；控制器中有一個優先級編碼器和優先級譯碼器，用以選擇優先級最高的請求，并產生出相應的“總線允許”信號；當“總線忙”信號有效時，表示有的模塊正在使用總線，因此請求使用總線的模塊必須等待；直至“總線忙”信號變為無效時，所有需要使用總線的模塊都可以發出“總線請求”信號，總線仲裁器僅向優先級最高的模塊發出“總線允許”信號。獨立請求方式的主要特點：判優速度快，且與模塊數無關；所需“請求線”和“允許線”較多，N個模塊需要2N條。總線判優控制——分布式分布式仲裁不需要中央仲裁器，有三種常見的仲裁方式：自舉分布式仲裁沖突檢測分布式仲裁并行競爭分布式仲裁分布式仲裁

分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁號和仲裁器。共享的仲裁總線上總是保留著當前占用總線模塊的仲裁號，當其它模塊有總線請求時，各仲裁器將從仲裁總線上得到的號與自己的號進行比較。如果仲裁總線上的號大，則它的總線請求不予響應，并撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。顯然，分布式仲裁是以優先級仲裁策略為基礎。總線判優控制——分布式①自舉分布式仲裁自舉分布式仲裁方法使用多個請求線，不需要中心裁決器，每個設備獨立地決定自己是否是最高優先級請求者。每個需要請求總線控制權的設備在各自對應的總線請求線上送出請求信號，在總線裁決期間每個設備將有關請求線上的信號合成后取回分析，根據這些請求信號確定自己能否擁有總線控制權。每個設備通過取回的合成信息能夠檢測出其他設備是否發出了總線請求。如果一個設備在發出總線請求的同時，檢測到其他優先級更高的設備也請求使用總線，則本設備不立即使用總線；否則，本設備就可立即使用總線。NuBus（MacintoshiII中的底板式總線）和SCSI總線采用此方案。總線判優控制——分布式①自舉分布式仲裁BR3BR2I/O接口0I/O接口1I/O接口3BR0BR1I/O接口2假定：I/O接口0的優先級最低，I/O接口3的優先級最高。BR0為總線忙信號線BRi(i從1～3)為I/O接口i的總線請求信號線。總線判優控制——分布式基本思想：在沖突檢測分布式仲裁方法中，每個設備獨立地請求總線，多個同時使用總線的設備會發生沖突，這時沖突被檢測到，按照某種策略在沖突的各方選擇一個設備。例如，Ethernet總線仲裁方案如下：當某設備要使用總線時，它首先檢查一下是否有其他設備正在使用總線，如果沒有，那它就置總線忙，然后使用總線；若兩個設備同時檢測到總線空閑，那它們就可能會立即使用總線并發出沖突。一個設備在傳輸過程中，它會偵聽總線以檢測是否發生了沖突，當沖突發生時，兩個設備都會停止傳輸，延遲一個隨機時間后再重新使用總線。過了一個隨機時間段后，就可能有一設備先使用總線，這樣沖突就解決了。②沖突檢測分布式仲裁3.5.2總線通信控制1.目的2.總線傳輸周期主模塊申請，總線仲裁決定主模塊向從模塊給出地址和命令主模塊和從模塊交換數據主模塊撤銷有關信息申請分配階段尋址階段傳數階段結束階段解決通信雙方協調配合問題由統一時標控制數據傳送充分挖掘系統總線每瞬間的潛力同步通信異步通信

半同步通信

分離式通信

3.總線通信的四種方式采用應答方式，沒有公共時鐘標準同步、異步結合(1)同步式數據輸入T1總線傳輸周期T2T3T4

時鐘

地址

讀命令數據(2)同步式數據輸出T1總線傳輸周期T2T3T4

時鐘

地址

寫命令數據不互鎖半互鎖全互鎖(3)異步通信主設備從設備請求回答(4)半同步通信同步發送方用系統時鐘前沿發信號

接收方用系統時鐘后沿判斷、識別（同步、異步結合）異步允許不同速度的模塊和諧工作

增加一條“等待”響應信號

WAIT以輸入數據為例的半同步通信時序T1主模塊發地址T2主模塊發命令…T3從模塊提供數據T4從模塊撤銷數據，主模塊撤銷命令Tw

當為低電平時，等待一個TWAITTw

當為低電平時，等待一個TWAIT上述三種通信的共同點一個總線傳輸周期（以輸入數據為例）

主模塊發地址、命令

從模塊準備數據

從模塊向主模塊發數據總線空閑占用總線不占用總線占用總線(5)分離式通信主模塊申請占用總線，使用完后即放棄總線的使用權從模塊申請占用總線，將各種信息送至總線上一個總線傳輸周期子周期1子周期2主模塊基本思想：將一個傳輸周期（或總線周期）分解為兩個子周期。在第一個子周期中，主模塊A獲得總線使用權后將命令、地址、A模塊的編號等其他信息發到系統總線上，經總線傳輸后，由有關的從模塊B接收下來。在第二個子周期中，當B模塊接收到A模塊發來的有關命令信號后，經過一系列內部操作，將A模塊所需的數據準備好，然后由B模塊申請總線使用權，一旦獲準，B模塊將A模塊的編號、B模塊的地址、A模塊所需數據等信息送到總線上，供A模塊接收。分離式通信在同步通信、異步通信和半同步通信的整個傳輸過程中，系統總線的使用權完全由占有使用權的主設備以及由它選中的從設備占據。讀命令過程分析：進一步分析讀命令傳輸周期，可以發現除了申請總線這一階段外，其余時間主要被花在如下三個方面：（1）主模塊通過傳輸總線向從模塊發送地址和命令；（2）從模塊按照命令進行讀數據的必要準備；（3）從模塊經數據總線向主模塊提供數據。分離式通信的特點①各模塊欲占用總線使用權都必須提出申請。②在得到總線使用權后，主模塊在先規定的時間內向對方傳送信息，采用同步方式傳送，不再等待對方的回答信號。③各模塊在準備數據傳送的過程中都不占用總線，使總線可接受其他模塊的請求。④總線在被占用時都在作有效工作。無空閑3.6總線舉例--PCI總線

1.多總線結構PCI是一個與處理器無關的高速外圍總線，又是至關重要的層間總線。它采用同步時序協議和集中式仲裁策略，并具有自動配置能力。典型的PCI總線結構框圖演示。2.HOST總線:該總線有CPU總線、系統總線、主存總線等多種名稱，各自反映總線功能的一個方面。這里稱“宿主（HOST)”總線，也許更全面，因為HOST總線不僅連接主存，還可以連接多個CPU。3.PCI總線

連接各種高速的PCI設備。PCI設備可以是主設備，也可以是從設備，或兼而有之。在PCI設備中不存在DMA的概念，這是因為PCI總線支持無限的猝發式傳送。這樣，傳統總線上用DMA方式工作的設備移植到PCI總線上時，采用主設備工作方式即可。系統中允許有多條PCI總線，它們可以使用HOST橋與HOST總線相連，也可使用PCI/PCI橋與已和HOST總線相連的PCI總線相連，從而得以擴充整個系統的PCI總線負載能力。4.LAGACY總線

可以是ISA，EISA，MCA等這類性能較低的傳統總線，以便充分利用市場上豐富的適配器卡，支持中、低速I/O設備。

在PCI總線體系結構中有三種橋。橋連接兩條總線，使彼此間相互通信。橋又是一個總線轉換部件，可以把一條總線的地址空間映射到另一條總線的地址空間上，從而使系統中任意一個總線主設備都能看到同樣的一份地址表。PCI總線的基本傳輸機制是猝發式傳送，利用橋可以實現總線間的猝發式傳送。寫操作時，橋把上層總線的寫周期內容先緩存起來，以后的時間再在下層總線上生成寫周期，即延遲寫。讀操作時，橋可早于上層總線，直接在下層總線上進行預讀。無論延遲寫和預讀，橋的作用可使所有的存取都按CPU的需要出現在總線上。由上可見，以橋連接實現的PCI總線結構具有很好的擴充性和兼容性，允許多條總線并行工作。它與處理器無關，不論HOST總線上是單CPU還是多CPU，也不論CPU是什么型號，只要有相應的HOST橋芯片(組)，就可與PCI總線相連。典型總線接口本章小結

1、總線是構成計算機系統的互連機構，是多個系統功能部件之間進行數據傳送的公共通道，并在爭用資源的基礎上進行工作。

2、總線有物理特性、功能特性、電氣特性、機械特性，因此必須標準化。

3、衡量總線性能的重要指標是總線帶寬，它定義為：總線本身所能達到的最高傳輸速率。

4、計算機系統中，信息的傳輸方式包括：

(1)并行傳送；(2)串行傳送；(3)復用傳送。5、各種外圍設備必須通過“接口”與總線相連。接口是指CPU、主存、外圍設備之間通過總線進行連接的邏輯部件。接口部件在它動態聯結的兩個功能部件間起著緩沖器和轉換器的作用，以便實現彼此之間的信息傳送。

6、總線仲裁是總線系統的核心問題之一。為了解決多個主設備同時競爭總線控制權的問題，必須具有總線仲裁部件。它通過采用優先級策略或公平策略，選擇其中一個主設備作為總線的下一次主方，接管總線控制權。總線仲裁通常分為集中式仲裁和分布式仲裁。

兩者區別：

集中式仲裁方式必有一個中央仲裁器，它受理所有功能模塊的總線請求，按優先原則或公平原則進行裁決，然后僅給一個功能模塊發出授權信號。①鏈式查詢方式；②計數器定時查詢方式；③獨立請求方式；

分布式仲裁不需要中央仲裁器，每個功能模塊都有自己的仲裁號和仲裁器。通過分配優先級仲裁號，每個仲裁器將仲裁總線上得到的仲裁號與自己的仲裁