Was sind die Haupttypen interner Busse in Computersystemen?

Die internen Busse von Computersystemen lassen sich hauptsächlich in 5 Kategorien einteilen: 1. Datenbus, der Daten, die verarbeitet oder gespeichert werden müssen, zwischen der CPU und dem RAM hin und her überträgt; 2. Adressbus, der zur Spezifizierung verwendet wird die im RAM gespeicherten Daten; 3. Steuerbus, der Signale von der Mikroprozessor-Steuereinheit an Peripheriegeräte überträgt; 4. Erweiterungsbus, der ein Bus für die Datenkommunikation zwischen externen Geräten und dem Computer-Host ist; als ISA-Bus und PCI-Bus 5. Lokaler Bus, der den Erweiterungsbus für schnellere Datenübertragung ersetzt.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Bus (Bus) ist eine öffentliche Kommunikationsleitung zur Übertragung von Informationen zwischen verschiedenen Funktionskomponenten eines Computers. Es handelt sich um einen aus Drähten bestehenden Übertragungsstrang.

Der Bus ist eine interne Struktur. Er ist ein gemeinsamer Kanal für die Übertragung von Informationen durch CPU, Speicher, Eingabe- und Ausgabegeräte. Die verschiedenen Komponenten des Hosts sind über den Bus verbunden entsprechende Schnittstellenschaltungen und bilden so ein Computer-Hardwaresystem.

In einem Computersystem wird der gemeinsame Kanal zur Übertragung von Informationen zwischen verschiedenen Komponenten als Bus bezeichnet. Mikrocomputer verwenden eine Busstruktur, um verschiedene Funktionskomponenten zu verbinden.

Typen interner Busse in Computersystemen:

Busse können nach Funktionen und Spezifikationen in fünf Haupttypen unterteilt werden:

• Datenbus: Die Hin- und Rückübertragung zwischen CPU und RAM erfordert Verarbeitung oder Daten das muss gespeichert werden.

• Adressbus: Wird verwendet, um die Adresse der im RAM (Random Access Memory) gespeicherten Daten anzugeben.

• Steuerbus: Überträgt Signale von der Mikroprozessor-Steuereinheit (Steuereinheit) an Peripheriegeräte.

• Erweiterungsbus: Ein Bus für die Datenkommunikation zwischen externen Geräten und dem Computerhost, z. B. ISA-Bus, PCI-Bus.

• Lokaler Bus: ein Erweiterungsbus, der die schnellere Datenübertragung ersetzt.

Der Datenbus DB (Data Bus), der Adressbus AB (Address Bus) und der Steuerbus CB (Control Bus) werden zusammen auch als Systembus bezeichnet, bei dem es sich um den Bus im üblichen Sinne handelt.

Datenbus DB

„Datenbus DB“ wird zur Übertragung von Dateninformationen verwendet. Der Datenbus ist ein bidirektionaler Drei-Zustands-Bus, das heißt, er kann Daten von der CPU an andere Komponenten wie Speicher oder E/A-Schnittstellen übertragen und auch Daten von anderen Komponenten an die CPU übertragen. Die Anzahl der Bits im Datenbus ist ein wichtiger Indikator für einen Mikrocomputer und stimmt normalerweise mit der Wortlänge des Mikroprozessors überein. Beispielsweise beträgt die Wortlänge des Intel 8086-Mikroprozessors 16 Bit und die Breite des Datenbusses beträgt ebenfalls 16 Bit. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Bedeutung von Daten weit gefasst ist. Dabei kann es sich um reale Daten, Befehlscodes oder Statusinformationen und manchmal sogar um Steuerinformationen handeln. Daher sind die auf dem Datenbus übertragenen Daten nicht unbedingt nur reale Daten .

Übliche Datenbusse sind ISA (ISA-Bus), EISA, VESA, PCI usw.

Adressbus AB

„Adressbus AB“ wird speziell zur Übertragung von Adressen verwendet. Da Adressen nur von der CPU an externe Speicher oder I/O-Ports übertragen werden können, ist der Adressbus immer unidirektional und dreistufig. Im Gegensatz zum Datenbus. Die Anzahl der Bits im Adressbus bestimmt die Größe des Speicherplatzes, den die CPU direkt adressieren kann. Der Adressbus eines 8-Bit-Mikrocomputers beträgt beispielsweise 16 Bit, sodass sein maximal adressierbarer Speicherplatz 2 ^ 16 = 64 KB beträgt. Ein 16-Bit-Mikrocomputer (x-Bit-Verarbeitung Der Adressbus bezieht sich auf die Anzahl der Bits [1, 0], die der Mikroprozessor in einem Taktzyklus verarbeiten kann, dh die Wortgröße) beträgt 20 Bit und sein adressierbarer Raum beträgt 2^20=1 MB. Wenn der Adressbus n Bits umfasst, beträgt der adressierbare Raum im Allgemeinen 2 ^ n Bytes.

Steuerbus CB

„Steuerbus CB“ dient zur Übertragung von Steuersignalen und Zeitsignalen. Von den Steuersignalen werden einige vom Mikroprozessor an die Speicher- und E/A-Schnittstellenschaltungen gesendet, z. B. Lese-/Schreibsignale, Chipauswahlsignale, Interrupt-Antwortsignale usw., andere werden von anderen Komponenten an die CPU zurückgekoppelt. wie zum Beispiel: Interrupt-Anwendungssignale, Reset-Signale, Busanforderungssignale, Geräte-Bereitschaftssignale usw. Daher wird die Übertragungsrichtung des Steuerbusses durch das spezifische Steuersignal (Informationen) bestimmt, das im Allgemeinen bidirektional ist, und die Anzahl der Bits auf dem Steuerbus wird entsprechend den tatsächlichen Steueranforderungen des Systems bestimmt. Tatsächlich hängt die spezifische Situation des Steuerbusses hauptsächlich von der CPU ab.

Buseigenschaften

Denn der Bus ist eine Reihe von Signalleitungen, die verschiedene Komponenten verbinden. Informationen werden durch Signale auf der Signalleitung dargestellt, und die Art und Weise, wie Operationen implementiert werden, kann durch Einigung auf die Reihenfolge verschiedener Signale vereinbart werden. Die Eigenschaften des Busses sind wie folgt:

(1) Physikalische Eigenschaften: Physikalische Eigenschaften werden auch als mechanische Eigenschaften bezeichnet und beziehen sich auf einige Eigenschaften der Komponenten im Bus, wenn sie physisch verbunden sind, wie z. B. geometrische Größe, Form und Anzahl und Anordnung der Stifte der Stecker und Buchsen usw.

(2) Funktionsmerkmale: Funktionsmerkmale beziehen sich auf die Funktion jeder Signalleitung, z. B. den Adressbus, der zur Darstellung des Adresscodes verwendet wird. Der Datenbus wird zur Darstellung übertragener Daten verwendet, und der Steuerbus stellt die auf dem Bus ausgeführten Befehle, Status usw. dar.

(3) Elektrische Eigenschaften: Elektrische Eigenschaften beziehen sich auf die Signalrichtung auf jeder Signalleitung und den effektiven Pegelbereich des Signals. Normalerweise wird das vom Hauptgerät (z. B. CPU) gesendete Signal als Ausgangssignal (OUT) bezeichnet. Das in das Host-Gerät eintretende Signal wird als Eingangssignal (IN) bezeichnet. Normalerweise definieren Datensignale und Adresssignale den hohen Pegel als logisch 1 und den niedrigen Pegel als logisch 0. Es gibt keine herkömmliche Konvention für Steuersignale. Beispielsweise bedeutet WE, dass der niedrige Pegel wirksam ist, und „Ready“, dass der hohe Pegel wirksam ist. Es gibt keine einheitlichen Vorschriften für die Pegelbereiche der hohen und niedrigen Pegel verschiedener Busse und diese stimmen in der Regel mit TTL überein.

(4) Zeiteigenschaften: Zeiteigenschaften, auch Logikeigenschaften genannt, beziehen sich darauf, wann das Signal auf jeder Signalleitung während des Busbetriebs gültig ist. Durch die Vereinbarung der zeitlichen Beziehung der Gültigkeit dieses Signals wird der korrekte Betrieb des Busses gewährleistet ist gewährleistet. Um die Skalierbarkeit von Computern und die Vielseitigkeit von Komponenten und Geräten zu verbessern, wird zusätzlich zum On-Chip-Bus jede Komponente oder jedes Gerät in standardisierter Form an den Bus angeschlossen und die Informationsübertragung auf dem Bus in standardisierter Form implementiert Benehmen. Diese standardisierten Verbindungsformen und Betriebsmethoden des Busses werden zusammenfassend als Busstandards bezeichnet. Wie ISA-, PCI-, USB-Bus-Standards usw. Entsprechend sind Busse, die diese Standards verwenden, ISA-Bus, PCI-Bus, USB-Bus usw.

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