解
(1) 每个字为32位，总线在7个时钟周期传输了16个 字节，传输率为: R = 16B/7×33MHz = 75.43×106 B/S
(2) 总线在11个时钟周期传输了32个字节，传输率为: R = 32B/11×33MHz = 96×106 B/S
(3) 时钟频率变为66MHz，传输率为: R = 16B/7×66MHz = 150.86×106 B/S
解：在每个帧中有1个起始位、8个数据位和2 个结束位，总共11位，那么波特率就是 11×10=110 bps
因为每个帧中的数据位为8位，所以比特率为 8×10=80 bps
并行传输
每个数据位都需要单独一条传输线 并串行的传输方式 猝发式数据传输模式
复合传输
总线复用
消息传输方式
消息
• 一种有固定格式的数据
接口地址
总线
地址线
数据线
地址 有效
RD WE
外设接口
地址 译码 器
状态寄存器
数据寄存器
命令寄存器
外设状态
外设数据 外设控制信号
– 光笔、鼠标器、数字化仪和触摸屏
图像输入设备
– 扫描仪、数字式照相机和摄像头
发射头
红外线
电缆
图形板
游标
屏幕
接收头
外存储设备
磁盘
– 磁道，扇区，柱面 – 软盘、硬盘 – 访问过程
磁带
光盘
– 字设备
记录数 密封 据 铝层泊 基片
1 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0
总线时钟 地址 数据
t0
t1 t2 t3
2. 异步通信
串行异步通信：起始检测 并行异步通信：握手信号 非互锁： 全互锁：（四边沿协议）
地址与模式 就绪 应答
2. 异步通信(续)
3. 半同步方式
CLK
t0
t1
t2
t3
t4
地址与模式
就绪
应答
例 对于具有图示的操作时序的总线，试计算总线 的数据传输速率，假设总线上传输的每个字为32 位，总线时钟频率为50MHz。
解
(1) 读操作时总线周期为1+2+4=7个时钟周期，传 输的数据为4×4=16字节，数据传输速率为 16×100M/7=228.57MB/s
(2) 写操作时总线周期为1+1+4=6个时钟周期，传 输的数据为4×4=16字节，数据传输速率为 16×100M/6=267.67MB/s
(3) 总线的平均数据传输速率是 0.8×228.57 + 0.2×266.67
6.1.3 总线的控制
主模块与从模块 总线事务
– 请求 – 裁决 – 地址 – 数据 – 释放
总线请求和裁决
1. 集中式裁决 链式查询
总线 控制 器
BG 设备 1
BR BS 数据
设备 2
BG: 总线允许 BR: 总线请求 BS: 总线忙
设备 n
总线请求和裁决
1. 集中式裁决 计数器定时
总线 控制 器
凹坑
6.1 输入输出总线
6.1.1 总线数据传输方式
1. 串行传输 2. 并行传输 3. 复合传输 4. 消息传输
串行传输
波特率与比特率 同步与异步
并/串 串行传输 串/并
… 转换
转换 …
(a) 连接方式
T1 T2 T3 T4 T5 T6
0 101 00 (b) 信号时序
例6-1 在一个串行传输系统中，每秒可传输10个 数据帧，每个数据帧包含1个起始位、8个数据位 和2个结束位，试求其波特率和比特率。
TR0 TR1 TR2 TR3
设备 1
设备 2
数据线
设备 3
设备 4
第三节 总线接口
为什么要用总线接口？
总线接口的基本功能: (1) 控制。 (2) 数据缓冲。 (3) 状态设置。 (4) 数据转换。如并－串转换或串－并转换。 (5) 整理。如在数据传输过程中更新字计数器。 (6) 程序中断。
外围设备接口的结构
= 182.856 + 53.334 = 236.19 MB/s
例6-4
在一个32位总线中，时钟频率为33MHz，总线数据传 输的周期是7个时钟周期传输4个字的数据块，
(1) 问总线的数据传输率是多少？ (2) 为了提高数据传输率，将总线的数据线改为8个字
的块，使得总线在11个时钟周期传输8个字的数据块， 问这时总线的数据传输率是多少？ (3) 如果不改变数据块的大小，而是将时钟频率加倍， 问这时总线的数据传输率是多少？
第六章 输入输出系统
输出设备
显示设备
– CRT – 液晶 – 等离子体
光线 放电
透明电极 玻璃
荧光体
电极
衔铁
铁心 线圈
色带 打印针
针管
打印纸 滚筒
打印设备
– 击打式
• 串行、行式 • 点阵针式、字模式
– 非击打式
• 喷墨
• 激光
• 热转印
气泡
绘图仪
输入设备
文字输入设备
– 键盘、书写笔
图形输入设备
RamLink, PCI, SCSI
单端方式与差分方式
信号 公 线共地 线 信号线波 地 形线波 形 (a) 单端方式
正信号 负 线信号 线
正信号线波 负 形信号线波 形 (b) 差分方式
6.1.2 总线的通信同步方式
1. 同步通信
串行同步：信号编码 并行同步：专用时钟信号线 优点：时序关系简单，实现简单。 缺点：在设备速度不一致时按最坏情况确定，不能太长。 实例：EIDE硬盘接口
设备 1
BR BS Count 数据
BR: 总线请求 BS: 总线忙 Count: 计数
设备 2
设备 n
总线请求和裁决
1. 集中式裁决 独立请求
总线 控制 器
BR1 BG1 BR2 BG2 BRn BGn 数据
设备 1
BRx: 总线请求 BGx: 总线允许
设备 2 … 设备 n
总线请求和裁决
2. 分布式裁决
(1) 对于读操作，访问顺序是1个周期接受地址，2 个周期延迟，4个周期用于传输4个字。问读操作 的总线数据传输速率是多少？
(2) 对于写操作，访问顺序是1个周期接受地址，1 个周期延迟，4个周期用于传输4个字。问写操作 的总线数据传输速率是多少？
(3) 如果总线的数据传输中80%为读操作，20%为 写操作，问总线的平均数据传输速率是多少？
解：从图中可见，该总线在5个时钟周期内传输了一个数 据字。总线的数据传输带宽为:
1/5=0.2 (字/时钟周期)
即
0.2×50×106×4=40×106 (字节/秒)
CLK
t0
t1
t2
t3
t4
地址与模式
就绪
应答
例6-3
在一个采用100MHz时钟的总线中，采用了块传输 方式以支持块长为4个字的cache，每字的长度为 4个字节。