系統(tǒng)總線第三章第1頁1.什么是總線？總線傳播有何特點？為了減輕總線負載，總線上部件都應(yīng)具有什么特點？

解：總線是多種部件共享傳播部件；

總線傳播特點是：某一時刻只能有一路信息在總線上傳播，即分時使用；

為了減輕總線負載，總線上部件應(yīng)通過三態(tài)驅(qū)動緩沖電路與總線連通。第2頁4.為何要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見集中式總線控制有幾種？各有何特點？哪種方式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？

解：總線判優(yōu)控制處理多種部件同步申請總線時使用權(quán)分派問題；

常見集中式總線控制有三種：

鏈式查詢、計數(shù)器查詢、獨立祈求；

特點：鏈式查詢方式連線簡樸，易于擴充，對電路故障最敏感；計數(shù)器查詢方式優(yōu)先級設(shè)置較靈活，對故障不敏感，連線及控制過程較復(fù)雜；獨立祈求方式判優(yōu)速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。第3頁5.解釋概念：總線寬度、總線帶寬、總線復(fù)用、總線主設(shè)備（或主模塊）、總線從設(shè)備（或從模塊）、總線傳播周期、總線通信控制。

解：

總線寬度——指數(shù)據(jù)總線位（根）數(shù)，用bit（位）作單位。

總線帶寬——指總線在單位時間內(nèi)可以傳播數(shù)據(jù)總量，相稱于總線數(shù)據(jù)傳播率，等于總線工作頻率與總線寬度（字節(jié)數(shù)）乘積。

總線復(fù)用——指兩種不一樣樣性質(zhì)且不一樣樣時出現(xiàn)信號分時使用同一組總線，稱為總線“多路分時復(fù)用”。第4頁總線主設(shè)備（主模塊）——指一次總線傳播期間，擁有總線控制權(quán)設(shè)備（模塊）；

總線從設(shè)備（從模塊）——指一次總線傳播期間，配合主設(shè)備完畢傳播設(shè)備（模塊），它只能被動接受主設(shè)備發(fā)來命令；

總線傳播周期——總線完畢一次完整而可靠傳播所需時間；

總線通信控制——指總線傳送過程中雙方時間配合方式。第5頁6.試比較同步通信和異步通信。

解：

同步通信——由統(tǒng)一時鐘控制通信，控制方式簡樸，靈活性差，當系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時，總線工作效率明顯下降。適合于速度差異不大場所；

異步通信——不由統(tǒng)一時鐘控制通信，部件間采用應(yīng)答方式進行聯(lián)絡(luò)，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時，有助于提高總線工作效率。第6頁8.為何說半同步通信同步保留了同步通信和異步通信特點？

解：

半同步通信既能像同步通信那樣由統(tǒng)一時鐘控制，又能像異步通信那樣容許傳播時間不一致，因此工作效率介于兩者之間。

第7頁10.什么是總線原則？為何要設(shè)置總線原則？目前流行總線原則有哪些？什么是即插即用？哪些總線有這一特點？

解：

總線原則——可理解為系統(tǒng)與模塊、模塊與模塊之間互連原則界面。

總線原則設(shè)置重要處理不一樣樣廠家各類模塊化產(chǎn)品兼容問題；

目前流行總線原則有：ISA、EISA、PCI等；

即插即用——指任何擴展卡插入系統(tǒng)便可工作。EISA、PCI等具有此功能。第8頁11.畫一種具有雙向傳播功能總線邏輯圖。

解：此題實際上是規(guī)定設(shè)計一種雙向總線收發(fā)器，設(shè)計要素為三態(tài)、方向、使能等控制功能實現(xiàn)，可參照74LS245等總線緩沖器芯片內(nèi)部電路。邏輯圖如下：（n位）GDIRA1B1AnBn……………………使能控制方向控制第9頁錯誤設(shè)計：CPUMMI/O1I/O2I/On……系統(tǒng)總線存放總線這個方案錯誤是：不合題意。按題意規(guī)定應(yīng)畫出邏輯線路圖而不是邏輯框圖。第10頁12.設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D四個寄存器，規(guī)定選用合適74系列芯片，完畢如下邏輯設(shè)計：

（1）設(shè)計一種電路，在同一時間實現(xiàn)D→A、D→B和D→C寄存器間傳送；

（2）設(shè)計一種電路，實現(xiàn)如下操作：

T0時刻完畢D→總線；

T1時刻完畢總線→A；

T2時刻完畢A→總線；

T3時刻完畢總線→B。第11頁令：BUSA=BUSB=BUSC=CP；DBUS=-OE；當CP前沿到來時，將DA、B、C。解：

（1）采用三態(tài)輸出D型寄存器74LS374做A、B、C、D四個寄存器，其輸出可直接掛總線。A、B、C三個寄存器輸入采用同一脈沖打入。注意-OE為電平控制，與打入脈沖間時間配合關(guān)系為：-OE：CP：第12頁現(xiàn)以8位總線為例，設(shè)計此電路，如下圖示：數(shù)據(jù)總線D7D0BUSA1Q8QOE1D8D374

D1Q8QOE1D8D374

A1Q8QOE1D8D374

B1Q8QOE1D8D374

CBUSCBUSBBUSDDBUSCBUSBBUSABUS第13頁（2）寄存器設(shè)置同（1），由于本題中發(fā)送、接受不在同一節(jié)拍，因此總線需設(shè)鎖存器緩沖，鎖存器采用74LS373（電平使能輸入）。節(jié)拍、脈沖配合關(guān)系如下：時鐘：CLK：節(jié)拍電平：Ti：打入脈沖：Pi：圖中，脈沖包在電平中，為了留有較多傳送時間，脈沖設(shè)置在靠近電平后沿處。第14頁節(jié)拍、脈沖分派邏輯如下：二位格雷碼同步計數(shù)器1&&&&111GY0Y11/2139Y3ABY21CLKP0P1P2P3T0T1T2T3-T0-T1-T2-T3第15頁節(jié)拍、脈沖時序圖如下：CLK：

T0：T1：T2：T3：

P0：P1：P2：P3：第16頁以8位總線為例，電路設(shè)計如下：

（圖中，A、B、C、D四個寄存器與數(shù)據(jù)總線連接措施同上。）>=11Q8QOE1D8D374

A1Q8QOE1D8D374

BBUSBDBUSCBUSBBUSABUSBUSA1Q8QOE1D8D374

DBUSD1Q8QOEG1D8D3731Q8QOE1D8DBUSC374

C>=1T1T3T0T2數(shù)據(jù)總線（D7~D0）令：A

BUS=-T2D

BUS=-T0BUS

A=P1BUS

B=P3返回目錄第17頁14.設(shè)總線時鐘頻率為8MHz，一種總線周期等于一種時鐘周期。假如一種總線周期中并行傳送16位數(shù)據(jù)，試問總線帶寬是多少？

解：

總線寬度=16位/8=2B

總線帶寬=8MHz×2B=16MB/s第18頁15.在一種32位總線系統(tǒng)中，總線時鐘頻率為66MHz，假設(shè)總線最短傳播周期為4個時鐘周期，試計算總線最大數(shù)據(jù)傳播率。若想提高數(shù)據(jù)傳播率，可采用什么措施？

解法1：

總線寬度=32位/8=4B

時鐘周期=1/66MHz=0.015μs

總線最短傳播周期=0.015μs×4

=0.06μs

總線最大數(shù)據(jù)傳播率=4B/0.06μs

=66.67MB/s第19頁解法2：

總線工作頻率=66MHz/4

=16.5MHz

總線最大數(shù)據(jù)傳播率

=16.5MHz×4B=66MB/s

若想提高總線數(shù)據(jù)傳播率，可提高總線時鐘頻率，或減少總線周期中時鐘個數(shù)，或增長總線寬度。第20頁16.在異步串行傳送系統(tǒng)中，字符格式為：1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個校驗位、2個終止位。若規(guī)