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软考嵌入式系统工程师知识点整理（总线）

总线

计算机系统的总线结构：

  • 分为单总线、双总线和多总线结构
  • 双总线系统主要由系统总线和内存总线组成

常见串行总线包括：

  • RS232, I2C, IEEE 1394, USB

常见并行总线包括：

  • ISA总线是工业标准总线，向下兼容PC/XT
  • EISA总线是ISA总线的扩展
  • PCI 不依赖任何具体CPU的局部总线
  • VME
  • PC/XT是最早期的PC机系统总线。是8位内总线

总线仲裁基础知识

  • 总线仲裁的目的是避免多个主控器同时占用总线，当多个主控模块同时提出总线请求时，仲裁机构以一定的优先算法裁决由哪一个模块获得总线使用权
  • 按裁决机构的设置，总线仲裁可分为集中式控制和分布式控制
    • 集中式控制将控制逻辑集中于一个设备
    • 分布式控制则将总线控制逻辑分散在总线连接的各个部件或设备中
  • 按裁决方式分为定时查询、串行链接仲裁、并行仲裁和串并仲裁等
    • 定时查询方式中各模块的总线请求信号经一条公共的请求线向控制器发出，控制器轮流对各模块进行测试看是否有请求
    • 串行链接仲裁又叫菊花链仲裁，其中三线菊花链使用普遍
      • 总线请求BR，总线允许BG，总线忙BB
      • 各模块通过OC（集电极开路）门在请求线BR和忙线BB上分别线或
      • 各模块的BR或BB线连在一起，当有一个为低电平时，输入到仲裁器的BR或BB即为低电平，这种负或的关系若从正逻辑来看则为正与，因此也有叫线与
    • 循环菊花链仲裁属于分布式总线控制，系统中没有集中的总线仲裁器，而是将仲裁逻辑分散在各个模块中
      • 每个模块的优先权取决于它沿总线允许信号BG传输方向距当前总线控制器的远近，距离越远的优先权越低
      • 在总线传输过程中优先权动态地改变，每个主控模块占用总线的机会均等
      • 每一刻只有一个模块作为总线通信的实际主控模块

串口RS232流控方式：

  • 不控制流量
  • 软件控制流量：通过使用控制字符XON、XOFF来实现
  • 硬件控制流量：通过控制高低电平来通知，有DSR/DTR和RTS/CTS

IEEE 1394基础知识：

  • 64位寻址空间
  • 串行总线
  • 三种传输速率对应三个速率标注
  • 三个协议层包括事务层、链路层和物理层
  • 两种传输方式：backplane和cable
  • 1394B可兼容1394A
  • 1394B最多兼容63个物理节点

某计算机数据总线为16位，内存按字节编址，地址从B4000H到DBFFFH，共有多少字节

  • DBFFFH-B4000H+1=28000H，160K字节
    若用存储容量为16K*16bit的存储器芯片构成，由于该存储器的位宽为16bit，即2字节，那么至少需要多少片
  • 由于位宽是2字节，故单个地址可存两字节
  • 160K/16K/2=5片

杂项：

  • 总线复用的方式可以减少总线中信号线的数量
  • RS-422有4根数据信号线，RS-485最少有2根数据信号线
  • SCSI是一种用于计算机和智能设备之间系统级接口的独立处理器标注
  • 对挂在总线上的多个部件，只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据
  • 同步总线猝发方式传输数据所需时间：（地址字节数+数据字节数）*传输一字节所需时间
  • 真正实现多点结构总线的是RS485

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