总线事务和定时

2022.08.22

总线事务和定时总线事物同步定时方式异步定时方式习题

总线定时是指总线在双方交换数据的过程中需要时间上配合关系的控制，这种控制称为总线定时，其实质是一种协议或规则，主要有同步和异步两种基本定时方式。

总线事物

从请求总线到完成总线使用的操作序列称为总线事务，它是在一个总线周期中发生的一系列活动。典型的,总线事务包括请求操作、仲裁操作、地址传输、数据传输和总线释放。

  1. 请求阶段。主设备（CPU或DMA）发出总线传输请求，并获得总线控制权。
  2. 仲裁阶段。总线仲裁机构决定将下一个传输周期的,总线使用权授予某个申请者。
  3. 寻址阶段。主设备通过总线给出要访问的从设备地址及有关命令，启动从模块。
  4. 传输阶段。主模块和从模块进行数据交换，可单向或双向进行数据传送。
  5. 释放阶段。主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权．

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，但是不释放总线，直到一组数据全部传送完毕后，再释放总线。

同步定时方式

所谓同步定时方式，是指系统采用一个统一的时钟信号来协调发送和接收双方的传送定时关系。时钟产生相等的时间间隔，每个间隔构成一个总线周期。在一个总线周期中，发送方和接收方可以进行一次数据传送。因为采用统一的时钟，每个部件或设备发送或接收信息都在固定的总线传送周期中，一个总线的传送周期结束，下一个总线的传送周期开始。

优点：传送速度快，具有较高的传输速率；总线控制逻辑简单；

缺点：主从设备属于强制性同步：不能及时进行数据通信的有效性检验，可靠性较差。

同步通信适用于总线长度较短及总线所接部件的存取时间比较接近的系统。

异步定时方式

在异步定时方式中，没有统一的时钟，也没有固定的时间问隔，完全依靠传送双方相互制约的“握手” 信号来实现定时控制。通常，把交换信息的两个部件或设备分为主设备和从设备，主设备提出交换信息的“请求”信号，经接口传送到从设备；从设备接到主设备的请求后，通过接口向主设备发出 “回答” 信号。

优点：总线周期长度可变，能保证两个工作速度相差很大的部件或设备之间可靠地进行信息交换，自动适应时间的配合。

缺点：比同步控制方式稍复杂一些，速度比同步定时方式慢．

根据“请求” 和“回答” 信号的撤销是否互锁，异步定时方式又分为以下了种类型。

  1. 不互锁方式。主设备发出“请求”信号后，不必等到接到从设备的 “回答”信号，而是经过一段时间便撤销“请求”信号。而从设备在接到“请求”信号后，发出“回答”信号，并经过一段时间后自动撤销 “回答”信号。双方不存在互锁关系。
  2. 半互锁方式。主设备发出“请求”信号后，必须在接到从设备的“回答” 信号后，才撤销“请求”信号，有互锁的关系。而从设备在接到“请求”信号后，发出“回答”信号，但不必等待获知主设各的“请求”信号已经撤销，而是隔一段时间后自动撤销“回答”信号，不存在互锁关系。
  3. 全互锁方式。主设备发出“请求”信号后，必须在从设备“回答”后才撤销“请求”信号：从设备发出“回答”信号后，必须在获知主设备“请求”信号已撤销后，再撤销其“回答信号。双方存在互锁关系。

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