超级软件总线协议
Bus Hound 5.0
使用说明书
(版本:1.0)
编制:古道热肠
版权所有:21IC侃单片机板块
完成日期:2007年7月
一,功能介绍
BusHound软件是由美国perisoft公司研制的一种专用于PC机各种总线数据包监视和控制的开发工具软件,其名"hound"的中文意思为"猎犬",即指其能敏锐地感知到总线的丝毫变化.
Bus Hound的最新版本为6.0已上市,但考虑到目前广泛使用的为5.0版本,故本说明书以其5.0作为蓝本,进行功能说明.
Bus Hound是一个超级软件总线协议分析器,用于捕捉来自设备的协议包和输入输出操作,其优良特性如下:
支持所有版本的IDE,SCSI,USB,1394总线
支持各类设备如硬盘库,DVD,鼠标,扫描仪,网络照相机等
支持Windows9X,WindowsMe,NT4.0,2000,2003,XP和嵌入式XP操作系统
捕捉数据的总量仅受机器内存限制
可以设置触发信号自动停止捕获操作
测试读取,同步等设备性能
捕获设备驱动包,例如IRP
捕获任意数量的并行设备,而不管其总线类型
身材苗条,易于交换与下载
捕获的数据易于拷贝到其它环境生成Html格式
捕获的数据能保存为文本文件或ZIP文件
所有的可捕获设备以树形结构列出,让选择设备来得更轻松些可捕获设备的启动过程
用户爱好设定功能,如用户可调整捕获到的数据显示宽度,更宜于查看和使用.
查看底层协议包括SCSI的sense数据和USB的设置包
查看每阶段的时间变化精确到微秒
将输入输出发生的操作实时显示到屏幕上
纯软件解决方案,你不需要对硬件进行任何变更,一些依旧
Bus Hound有如此强大的功能,首先让我们一睹其界面风采,启动界面如下:
二,捕获窗口操作指南
单击主界面窗口上部命令按钮区的Capture按钮进入捕获操作主视窗.
一个命令发送到设备通常由1个或几个阶段来完成,例如,一个典型的命令由命令字节阶段,数据字节阶段和状态字节阶段来完成,Bus Hound在捕获显示窗口中将显示出阶段完成的时间信息和详细的数据内容. 捕获数据列表,以下将描述捕获窗口中每一列的功能
1,设备列设备ID,每个设备分配了一个数字,第1个设备从0开始,第2个设备为
1,依此类推,这项功能对于软件同时捕获多个并行设备非常有用,设备的ID分配在Device窗口中完成.
对于USB设备,设备的端点同时显示出来(例如4.1表示ID为4的设备的1号端点)
2,阶段列阶段类型,请参考下表为每个阶段缩写获知详细的细节信息
阶段功能描述
ADDR 8 byte 1394 transfer address
ATI 7 byte ATA task file returned from an IDE device
ATO 7 byte ATA task file sent to an IDE device
ATP Windows ATA_PASS_THROUGH data structure
CDB SCSI command descriptor block
(Known as a packet command for ATAPI devices)
CTL 8 byte setup packet of a USB control transfer
DI Data In (Device to PC transfer)
DO Data Out (PC to device transfer)
IOR Windows VXD I/O Request data structure
IRB Windows 1394 I/O Request Block data structure
IRP Windows I/O Request Packet data structure
ISOC Isochronous transfer data bytes
LEN Data transfer length of a DI,DO, or ISOC phase in
decimal units. This field is off by default and can be
turned on from the settings Window
LOCK 1394 lock transaction
NSTS Windows 4 byte kernel mode NTSTATUS field
RSET Bus or device reset
RSTS Windows VXD IOR status
SNS SCSI request sense data
SPT Windows SCSI Pass Through data structure
SRB Windows SCSI Request Block (SRB) data structure
SSTS Windows 1 byte SCSI Request Block (SRB) status
STAK Windows IO_STACK_LOCATION data structure
URB Windows USB Request Block (URB) data structure
USTS Windows 4 byte USBD_STATUS code
3,数据列与每个阶段对应的数据显示在此列中,例如命令字节,数据传输字节,和状态字节都能在此窗口中显示出来.
4,描述列与每个阶段对应的文本说明给你带来极大的便利
5,时间微分值Delta(dt) 从前一阶段到当前阶段所花费的时间均显示在此列中,时间单位的缩写对照表
见下表:
Name Units
us Microseconds
ms Milliseconds
sc Seconds
mn Minutes
hr Hours
dy Days
6,命令.相位.
1个数据组合体用来的标识当前捕获的数据的确切阶段,所有值均为十进制CMD是命令数,命令计数从1开始,当有新命令发送到设备时进行加1操作Phase 是命令中的阶段数,1个命令通常由许多阶段组成,例如数据传输阶段和状态反馈阶段,阶段计数值从1开始,在命令中当有新的阶段产生时进行加1操作Ofs 每个阶段中字节的偏移量,计数值从0开始,数据传输过程中的每个新的数据字节时进行加1操作.
Rep指示命令重复发布数,重复计数特性能在系统设定窗口中进行开启和关闭设定.
7,日期阶段发生的日期在这一列中进行显示,格式为:年/月/日
8,时间阶段发生的时间在这一列中进行显示,格式为:小时:分钟:秒.毫秒,小时范围为0-23
捕获系统启动过程
当退出Bus Hound应用程序时,Run按钮处于按下状态时,设备驱动部分继续捕获数据,当系统进行重启时,它将早于系统启动过程进行数据捕获操作.
当退出Bus Hound应用程序时,Stop按钮处于按下状态时,启动过程不会发生数据捕获操作,直到按下了启动按钮.
捕获数据显示窗口的用户爱好设定
数据列表的列顺序能通过拖拉列顶部到合适位置进行改变.每行字节显示宽度能被修改为1,2,4,8,16,或者32,这些设定被保存.
查找功能
能够在捕获窗口中进行数据查找操作,输入查找的字符串在窗口左下部的文本窗口中,然后按向上或向下箭头完成查找操作,如果未查找到字符串,光标位置不做改变,注意查找时不区分大小写.
窗口支持拖选操作,首行点击起始所在的行,再按下Shift按钮不放,单击结尾行,选中的数据能用鼠标拖拉到另外的软件中使用(就是拷贝操作),也可以按Ctrl+C将选中的数据先拷拷贝到剪贴板,再在其它软件中用Ctrl+V粘贴完成数据拷贝操作.
命令交迭
交迭的命令被标识,当发送到设备的一个新的命令启动先于前一个命令时,
这种情况在输入输出子系统是有可能发生的,这种交迭现象Bus Hound能够显示出来,当然这种情况不会出现的硬件抽象层.
多输入输出阶段
这种情况仅在Windows 9X操作系统发生,同一命令的多输入输出阶段被列表显示时,指示传输被分割通过许多存储空间来完成的.
PS2鼠标数据格式
以下是PS/2鼠标返回的数据格式,这就是众所周之的在Windows DDK中定义的MOUSE_INPUT_DATA结构体:
Offset Length Content
0 2 Not used
2 2 Position type:
0000h = relative position
0001h = absolute position
4 2 Button flags:
0001h = left button down
0002h = left button up
0004h = right button down
0008h = right button up
0010h = middle button down
0020h = middle button up
0040h = button 4 down
0080h = button 4 up
0100h = button 5 down
0200h = button 5 up
0400h = mouse wheel
6 2 Mouse wheel data
8 4 Not used
12 4 X position
16 4 Y position
20 4 Device specific information
PS2键盘数据格式
以下是PS/2键盘返回的数据格式,这就是众所周之的在Windows DDK中定义的EYBOARD_INPUT_DATA结构体:
Offset Length Content
0 2 Not used
2 2 Scan code of key
4 2 Flags:
0000h = key pressed
0001h = key released
0002h = extended scan code E0
0004h = extended scan code E1
6 2 Not used
8 4 Device specific information
三,保存数据窗口
单击启动窗体界面上的Save按钮将所有捕获到的数据保存到指定的文件中,文件格式可选为TXT格式或ZIP格式,保存到文件中的数据格式与屏幕保持一致. 1个附加的数据说明将被放置在数据文件的头部,当前日期与时间也包含在说明中,通过插入%c转义字符来完成,如果保存的是ZIP格式文件,说明内容也被压缩成ZIP格式.
四,系统设定窗口
系统设定窗口提供用户进行参数设置.复选框选中后立即生效,数字输入需按压应用按钮或切换到另一个窗体时或退出Bus Hound 时生效.
Buffer Size(缓冲区大小) 指示用于捕获数据缓冲区的RAM大小,以K为单位,设置上限仅受系统内存限制,如果出现内存不够,缓冲区尺寸将缩减到可用RAM
的大小.如果想获得更多的空间用来缓存数据,除了增加系统内存外,也可以在其它程序运行之前设置较大的缓冲区尺寸.
注意:申请1个比较大的缓冲区在Windows9X 和Windows Me可能会花费一小段时
间.
Max Phase(最大阶段)
指定每阶段捕获数据的最大数量,例如:当设定值为32时,发生了一个64K
的读操作,仅仅前32个读取到的字节被捕获到,这个选项对于保持一个捕获数据量的最小值是非常有用的.
Stop When...(停止条件)
设定用于停止捕获操作的触发条件,可对触发条件进行任何组合,只要有一个触发条件满足时,捕获操作将停止,屏幕上将用高亮红色显示对应的触发数据. Any Other Error(任何错误发生) 当系统遇到任何种类的错误发生时停止数据捕获
操作
Buffer Full(缓冲区满) 当缓冲区满时停止操作,如果未选中此选项,系统将采用滚动覆盖模式保存最近捕获到的数据.
Bus Reset(总线复位) 遇到总线复位操作时停止捕获操作
Data Overrun(数据过载)当发生数据过载或数据欠载时,停止捕获操作. Hardware Error(硬件错误)当发生硬件错误时停止捕获操作
I nvalid Command(非法命令)当发现非法的命令时停止捕获操作
Media Error(媒体错误) 当设备返回一个媒体错误时,停止捕获操作,典型
情况是报告发现扇区错误.
No Media(没有媒体),当设备返回没有媒体时,停止捕获操作
Not Ready(没有准备好)遇到设备未准备好,超时,或忙的情况时停止捕获操作
Text Pattern / Hex Pattern(文本式样)当出现定义的特殊式样的文本数据时,
停止捕获操作,对于文本式样,区分大小写,检查过程遍及数据传输的每个阶段,包括命令,数据和状态阶段.
Vendor Error(厂商错误)当一个独特的厂商错误出现时停止捕获操作
Windows Error(操作系统错误)当出现一个操作系统类型的错误时停止捕获操作
Phases to Capture(选择阶段)
这个选项包括了Bus Hound所有能捕获的阶段列表,复选对应的选项表示进行捕获操作,清除复选框时表示不进行捕获,这个选项对于用于过滤不感兴趣(无用数据)阶段或者启动系统默认关闭了阶段尤为有用.
选项框右边,1个白色的圆将出现,这将指示用于捕获操作的阶段,如果圆出现绿色闪亮,
指示此阶段正在发生并被捕获到.
Merge Repeated Commands(合并重复命令)
选中此项后,如果出现命令与前一命令相同的状况时,新命令将不独记录,取而代之
的是,前一命令的数量值加1,这项功能尤其适用于当与设备进行同一命令通讯时将捕获到
的数据进行简约化处理.
Enable SoundS
选中此项后,在执行捕获,设定,或遇到触发条件弹出设备窗口时,Bus Hound 将发出"呯"的一声.
Columns To Display
复选列表框中的选项,表示想将对应的列显示在捕获窗口中,选中的列将能执行拖选和保存操作,详细情况见"捕获窗口"章节关于每一列的介绍.
五,设备窗口
设备列表指示出Bus Hound能支持的当前系统中的每一个设备,列表自动更新,反映出是否插入或移除设备.选择复选框表示选中或取消选中设备进行捕获操作.选中操作立即生效.
每个设备被指定一个数字绑定到设备名的前面,这个数字在捕获窗口中将显示在设备
列下,这个数字用来指示设备加入系统顺序. 当出现设备以亮字体显示时,指示
设备不在当前的系统中.
Capture new deviecs(捕获新设备)
选中此项将自动捕获检测到的新设备的数据,这项特色功能尤其适用于发送到热拔插设备的第1个命令.
Device Properties(设备属性)
这个面板将显示设备的一些细节特性,比如"传输性能表现",性能表现是通过完成命令过程中总的传输字节数除上总的花费时间来得到的.当捕获窗口中的运行按钮按下时,
性能表现统计数据将被清除掉.
Send Command(发送命令)
使用此命令,您能发送您自已的命令到设备,启用发送命令功能,只需在高亮选择一个设备后,用鼠标单击"Send Command"按钮或简单地双击设备.发送命令到设备的功能是一个非常强大的辅助工具,让你提交命令到USB,1394,ATA和SCSI设备易于反掌.你也可以用它来完成一些其它的特殊操作,例如总线复位,执行硬件端口的输入输出.
注意:硬件端口的输入输出操作可以会导致系统崩溃,清谨慎使用.
六,文件安装列表
BUSHOUND.EXE - Bus Hound 可执行文件
BUSCMDR.EXE - Bus Commander 执行文件
BHUNINST.EXE - 反安装文件(卸载文件)
BHLOG.EXE - 将数据捕获到磁盘的工具 (仅注册版有此文件 )
BHOUND3.VXD - Windows 95, 98, Me 设备驱动程序
BHOUND4.SYS - Windows NT 4.0设备驱动程序
BHOUND5.SYS - Windows 98, Me, 2000, 2003, XP设备驱动程序
HELP.RTF - 帮助文件 (也就是本文件)
Site License
注册版的Bus Hound 在其安装目录下包含了bhlog.exe命令行工具.Bhlog 将捕获
到的实时数据存放到磁盘文件中,这将解除捕获数据存放空间受机器内存限制的束缚.
让你实现磁盘有多大空间,我Bun Hound就有多大能耐的功能.Bhlog在系统冻结(休眠)
甚至重启时仍能将捕获到的数据存放到1个网络驱动器的文件中的功能.
计算机组成原理第六章系统总线
第六章系统总线 第一节总线的基本概念 一、总线的分类 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。 2．系统总线：连接计算机系统中各个功能模块或设备的总线，作为计算机硬件系统的主干。3．内部总线：连接CPU内部各部件的总线。 4．总线的分类： ①按传送格式分为：串行总线、并行总线； ②按时序控制方式分为：同步总线、异步总线； ③按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。 ④按数据传输方向分为：单工总线和双工总线，双工总线又分为半双工总线和全双工总线。历年真题 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。（2001年） 2．下列说法中正确的是（）。（2003年） A．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息
B．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息C．半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息 D．半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 【分析】根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。 【答案】C 二、总线的信息传输方式 1．串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）。在串行传输时，被传输的数据在发送设备中进行并行到串行的变换，在接收设备中进行串行到并行的变换。 2．并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。 3．复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。（它与并串传输的区别在于分时地传输同一数据源的不同信息。） 4．消息传输方式：总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。
第七章 系统总线
7.2基本题 7.2.1填空题 1.计算机中各个功能部件是通过总线连接的,它的各个部件之间进行信息传输的公共线路. 2.CPU芯片内部的总线是芯片级总线,也称为内部总线. 3.根据连线的数量,总线可分为串行总线和并行总线,其中串行总线一般用于长距离的数据 传送. 4.单向总线只能将信息从总线的一端传到另一端,不能反向传输. 5.主设备是指获得总线控制权的设备,从设备是指被主设备访问的设备. 6.总线的控制方式可分为集中式和分布式两种. 7.总线数据通信方式按照传输定时的方法可分为同步式和异步式两类. 8.同步方式下,总线操作有固定的时序,设备之间没有应答信号,数据的传输在一个公共的时 钟信号控制下进行. 9.异步方式下,总线操作周期时间不顾顶,通过握手(就绪/应答)信号相互联络. 10.双向传输的总线又可分为双工和半双工两种,后者可以在两个方向上同时传送信息. 11.决定总线由哪个设备进行控制称为总线裁决;实现总线数据的定时规则称为总线协议. 12.衡量总线性能一个重要指标是总线的数据传输速率,即单位时间内总线传输数据的能力. 13.与并行传输相比,串行串性传输所需数据线位数_少_. 14.总线_复用__技术可以使不同的信号在同一条信号线传输,分时使用. 15.总线事物中的操作序列可以包括请求操作,裁决操作，地址操作, 数据传输操作，总线释 放操作. 16.消息是一种有固定格式的数据,一般包含若干个字,其中可包含多种不同的信息. 总线协议是指实现总线传输的定时规则。 17.在菊花链方式下,越接近控制设备的设备优先级越高. 18.在计数器定时查询方式下, 设备号与计数器的设备可以使用总线. 19.总线设备与总线的连接界面是总线接口 20.穿行总线接口应具有进行串行与并行转换的功能. 21.串行传输方式中,一个数据桢通常包括起始位, 数据位, 校验位,结束位和空闲位. 23.系统总线接口是中央处理器内存外围控制设备之间相互连接的逻辑部件. 24.总线的基本特征包括物理特征,功能特征和电气特征. 25.总线功能特性包括总线的功能层次, 资源类型, 信息传递类型,信息传递方式和控制方式 26.总线的电气特性包括美意条信号线的信号传递方向,信号的时序特征和电平特征. 27.单处理系统中的总线可以分为三类:CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为. 内部总线;中低速I/O设备之间连接的总线称为I/O总线;同一台计算机系统内的高速功能部件之间相互连接的总线称为系统总线 28.按照总线仲裁电路的位置的不同,总线仲裁有集中式仲裁和分布式仲裁两种方式. 29.总线控制主要解决总线使用权的问题.集中式仲裁有链式查询方式，计数器定时查询方式 和独立请求方式 7.2.2选择题 1.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时____. A.减少了信息传输量 B.提高了信息传输量 C. 减少了信息传输线的条数 D. 加重了CPU的工作量. 答案:C
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线 1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？ 答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8 位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址，地址总线上的代码是 用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU输出， 是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20 根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种 4.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特 点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
第8章 系统总线(计算机组成原理课件)
Ch 8: System Bus 系统总线
总线基本概念 总线设计要素 总线标准 总线互连结构
总线的分类
°总线在各层次上提供部件之间的连接和交换信息通路 °分为以下几类： ? 芯片内总线：在芯片内部各元件之间提供连接 - 例如，CPU芯片内部，各寄存器、ALU、指令部件等之间有总线相连 ? 系统总线：在系统主要功能部件（CPU 、MM和各种I/O控制器）间提供连接 单总线结构 – 将CPU、MM和各种I/O适配卡通过底板总线(Backplane Bus)互连，底板总 线为标准总线(Industry standard)
多总线结构 – 将CPU、Cache、MM和各种I/O适配卡用局部总线、处理器-主存总线、高 速I/O总线、扩充I/O总线等互连。主要有两大类： Processor- Memory Bus (Design specific or proprietary) ? 短而快，仅需与内存匹配，使CPU-MM之间达最大带宽 I/O Bus (Industry standard) ? 长而慢，需适应多种设备，一侧连接到Processor- Memory Bus 或 Backplane Bus，另一侧连到I/O控制器 （注：Intel公司在推出845、850等芯片组时，对“System Bus”有专门的定义，将 处理器总线称为前端总线(Front Bus)或系统总线） ? 通信总线：在主机和I/O设备之间或计算机系统之间提供连接 SKIP io.2
2010年4月5日星期一
Intel 体系结构中特指的“系统总线”
北桥芯片组把处理器–存储器总线分成了两个总线： 处理器总线（系统总线，前端总线） 存储器总线
io.3
BACK
2010年4月5日星期一
系统总线
第八章系统总线 2. 简单回答下列问题。（参考答案略） （1）什么情况下需要总线仲裁？总线仲裁的目的是什么？有哪几种常用的仲裁方式？各有什么特点？ （2）总线通信采用的定时方式有哪几种？各有什么优缺点？ （3）在异步通信中，握手信号的作用是什么？常见的握手协议有哪几种？各有何特点？ （4）什么叫非突发传送和突发传送？ （5）提高同步总线的带宽有哪几种措施？ （6）制定总线标准的好处是什么？总线标准是如何制定出来的？ 3. 假设一个同步总线的时钟频率为50MHz，总线宽度为32位，该总线的最大数据传输率为多少？‘ 参考答案： 最大数据传输率为：4B×50M=20MB/s 5. 假定一个32位微处理器的外部处理器总线的宽度为16位，总线时钟频率为40MHz，假定一个总线事务的 最短周期是4个总线时钟周期，该处理器的最大数据传输率是多少？如果将外部总线的数据线宽度扩展为32位，那么该处理器的最大数据传输率提高到多少？这种措施与加倍外部总线时钟频率的措施相比，哪种更好？ 参考答案： 一次总线事务至少为4×1/40M(秒)，只能传送16位数据，故处理器最大数据传输率为：2B/(4×1/40M) = 20MB/秒。若采用32位总线宽度，则可提高到4B/(4×1/40M) = 40MB/s. 若倍频，也可提高到2B/(4×1/80M)=40MB/s. 两者效果相同。 6. 试设计一个采用固定优先级的具有4个输入的集中式独立请求裁决器。 参考答案： 设计一个并行判优电路即可。 7. 假设某存储器总线采用同步通信方式，时钟频率为50MHz时钟，每个总线事务以突发方式传输8个字，以 支持块长为8 个字的Cache行读和Cache行写，每字4字节。对于读操作，访问顺序是1个时钟周期接受地址，3个时钟周期等待存储器读数，8个时钟周期用于传输8个字。对于写操作，访问顺序是1个时钟周期接受地址，2个时钟周期延迟，8个时钟周期用于传输8个字，3个时钟周期恢复和写入纠错码。对于以下访问模式，求出该存储器读/写时在存储器总线上的带宽。 ①全部访问为连续的读操作； ②全部访问为连续的写操作； ③的访问为读操作，35%的访问为写操作。 65% 参考答案： ①8个字用1+3+8=12个周期，故8×4B/(12×1/50M) = 133 MB/s. ②8个字用1+2+8+3=14个周期，故8×4B/(14×1/50M) = 114 MB/s.
第三章 系统总线
第三章系统总线 （一）选择题 1.计算机使用总线结构便于增减外设，同时 A.减少了信息传输量 B.提高了信息的传输速度 C.减少了信息传输线的条数 2.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是 A.地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现 B.地址信息与数据信息不能同时出现 C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送 3.微型计算机中控制总线提供的完整信息是 A.存储器和I/O设备的地址码 B.所有存储器和I/O设备的时序信号和控制信号 C.来自I/O设备和存储器的响应信号 D.上述各项 E.上述B 、C两项 F.上述A、B两项 4.总线中地址线的作用是 A.只用于选择存储器单元 B.由设备向主机提供地址 C.用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址 5.在三种集中式总线控制中，独立请求方式响应时间最快，是以为代价的。 A.增加处理机的开销 B.增加控制线数 C.增加处理机的开销和增加控制线数 6.以下描述PCI总线的基本概念中，正确的是 A. PCI总线是一个与处理器时钟频率无关的高速外部总线 B. PCI总线需要人工方式与系统配置 C.系统中只允许有一条PCI总线 7.连接计算机与计算机之间的总线属于总线。 A.内 B.系统 C.通信 8.在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则 A.设备号小的优先级高
B.每个设备使用总线的机会相等 C.设备号大的优先级高 9.系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据来划分的。 A.总线所处的位置 B总线的传输方向 C.总线传输的内容 10在各种异步通信方式中，速度最快。 A.全互锁 B.半互锁 C.不互锁 11.总线的独立请求方式优点是 A.速度高 B.可靠性高 C.成本低 12.总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为 A.串行传输 B.并行传输 C.复用传输 13.不同的信号共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是传输。 A.猝发 B.并行 C.复用 14.总线的异步通信方式 A.不采用时钟信号，只采用握手信号 B.既采用时钟信号，又采用握手信号 C.既不采用时钟信号，又不采用握手信号 15.总线的半同步通信方式 A.不采用时钟信号，只采用握手信号 B.既采用时钟信号，又采用握手信号 C既不采用时钟信号，又不采用握手信号。 （二）填空题 1.总线上的主模块是指对总线有控制权的模块，从模块是指被主模块访问的模块，只能响应从主模块发来的各种总线命令 2.总线宽度是指数据线的宽度（根数），总线带宽是指.单位时间内总线上传输数据的位数 3.单向总线只能将信息从总线的一端传到另一端，不能反向传输。 4.在计数器定时查询方式下，采用每次从上一次计数的终止点开始计数的方式，可使每个设备使用总线的优先级相等。
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线
第3章系统总线 1. 什么是总线总线传输有何特点为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类什么是系统总线系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般为8 位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址，地址总线上的代码是 用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU输出， 是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地址线有20 根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种不同的总线结构对计算机的性能有什么影响举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O 设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。这种 4.为什么要设置总线判优控制常见的集中式总线控制有几种各有何特点哪 种方式响应时间最快哪种方式对电路故障最敏感
计算机组成原理 系统总线标准 试题
第三章系统总线 3．3 例题精选 例3．1 为了减轻总线负载且避免多个部件同时占用总线，总线上的部件应具备什么特点? [解] 以CPU片内总线为例，在每个需要将信息送至总线的寄存器输出端接三态门，由三态门的控制端控制什么时刻由哪个寄存器输出。当控制端无效时，寄存器和总线之间呈高阻状态。 例3．2 画一个具有双向传送功能的总线逻辑框图。 [解] 在总线的两端分别配置三态门，就可使总线具有双向传送功能，如图3．6所示。
3．4．1 选择题 1．计算机使用总线结构便于增减外设，同时-------------- （） A．减少了信息传输量B．提高了信息的传输速度C*减少了信息传输线的条数 2．计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是 A．地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现B．地址信息与数据信息不能同时出现C．两种信息源的代码在总线中不能同时传送 3．微型计算机中控制总线提供的完整信息是 A．存储器和I／0设备的地址码B．所有存储器和I／0设备的时序信号和控制信号 C．来自I／0设备和存储器的响应信号D．上述各项 E．上述B、C两项F．上述A、B两项 4．总线中地址线的作用是 A*只用于选择存储器单元B．由设备向主机提供地址 C．用于选择指定存储器单元和I／0设备接口电路的地址 5．在三种集中式总线控制中，——方式响应时间最快。 A链式查询B．计数器定时查询C．独立请求 6．在三种集中式总线控制中，独立请求方式响应时间最快，是以——为代价的。 A．增加处理机的开销B．增加控制线数C．增加处理机的开销和增加控制线数 7．所谓三总线结构的计算机是指—— A．地址线、数据线和控制线三组传输线B．I／0总线、主存总线和DMA总线三组传输线C．I／0总线、主存总线和系统总线三组传输线 8．三种集中式总线控制中，——方式对电路故障最敏感。 A．链式查询B．计数器定时查询C．独立请求 9．以下描述PCI总线的基本概念中，正确的是。 A.PCI总线是一个与处理器时钟频率无关的高速外围总线 B．PCI总线需要人工方式与系统配置C．系统中只允许有一条PCI总线 10．连接计算机与计算机之间的总线属于A．内B．系统C．通信 11．在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则 A．设备号小的优先级高B．每个设备使用总线的机会相等 C．设备号大的优先级高 12．在计数器定时查询方式下，若计数从0开始 A．设备号小的优先级高B．每个设备使用总线的机会相等C．设备号大的优先级高总线13．在独立请求方式下，若有N个设备，则 A．有一个总线请求信号和一个总线响应信号B．有N个总线请求信号和八个总线响应信号C．有一个总线请求信号和N个总线响应信号 14．在链式查询方式下，若有N个设备，则 A．有N条总线请求线B.无法确定有几条总线请求线 C．只有一条总线请求线 15．系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据 A．总线所处的位置B．总线的传输方向C．总线传输的内容 16．总线通信中的同步控制是 A．只适合于CPU控制的方式B．由统一时序控制的方式C．只适合于外围设备控制的方式17．在各种异步通信方式中， A．全互锁B．半互锁C．不互锁比． 19．在同步通信中，一个总线周期的传输过程是
计算机系统总线的组成及其特点
计算机系统总线的组成及其特点 总线系统 ·计算机系统总线的类型； ·信息的传送方式； ·接口的基本功能及分类； ·总线的控制和通信 基本概念: 1．总线 总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础上进行工作。 2．总线特性 总线特性包括：物理特性：描述总线的物理连接方式（电缆式、主板式、背板式）； 功能特性：描述总线中每一根线的功能； 电气特性：定义每一根线上信号的传递方向、传递方式（单端方式或差分方式 等），以及有效电平范围； 时间特性：定义了总线上各信号的时序关系。 3．总线标准化 为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，就需要进行系统总线的标准化工作，总线的标准化有利于系统的可扩展性。标准化工作一般由国际标准化组织负责进行定义或推荐，从总线特性上进行规范，标准化总线种类繁多，例：ISA总线、PCI总线、Futurebus+总线等。 4. 总线带宽 总线带宽是衡量总线性能的重要指标，定义了总线本身所能达到的最高传输速率（但实际带宽会受 到限制），单位：兆字节每秒（MB/s）。 5．接口 接口是连接两个部件的逻辑电路，适配器就是一种典型的接口。计算机接口的主要功能
是：实现高速CPU与低速外设之间工作速度上的匹配和同步，并完成计算机与和外设之间的所有数据传送和控制。 接口的作用可归纳为： （1）实现数据缓冲，使主机与外设在工作速度上达到匹配； （2）实现数据格式的转换； （3）提供外设和接口的状态； （4）实现主机与外设之间的通讯联络控制。 6．设置接口的必要性 由于I/O设备在结构和工作原理上与主机有很大的差异，主要为： （1）传送速度的匹配问题； （2）时序的配合问题； （3）信息表示格式上的一致性问题； （4）信息类型及信号电平匹配问题。 为了协调这些差异，需加入接口电路，接口在这里起一个转换器的作用。 7．接口的典型功能 接口通常具有：控制、缓冲、状态、转换、整理、程序中断功能。 8．设备编址方法 统一编址：将I/O设备与内存统一编址，占有同一个地址空间。 以地址区分访问外设或存储器，不需专门的I/O指令。但占有了一部分内存空间。 单独编址：将I/O设备与内存单独变址，分别占有两个不同的地址空间。 由执行不同的指令区分访问内存或外设，所以需I/O指令。 9．并行传送 并行传送每传送一位数据需要一条传输线，一般采用电位传送方式进行数据传送。当采用并行传送 方式时，主机与接口、接口与外设之间，都是以一个字或一个字节的各位同时进行处理的方式完成信息传递工作的，即每次传送一个字或一个字节的全部代码。 10．串行传送 串行传送即使用一条传输线，采用脉冲传送方式进行数据传送。串行接口中必须设置具有移位功能的数据缓冲寄存器，以实现数据格式的串-并转换。当采用串行传送方式时，接口与I/O设备之间通过一根数据传输线按位依次传送数据，而接口主机之间仍按照并行的方式实行数据传递。 串行传送的主要优点是只需要一条传输线，这对长距离传输降低成本尤为重要。缺点就
计算机组成原理 系统总线
第六章系统总线第一节总线的基本概念 一、总线的分类 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。 2．系统总线：连接计算机系统中各个功能模块或设备的总线，作为计算机硬件系统的主干。 3．内部总线：连接CPU内部各部件的总线。 4．总线的分类： ①按传送格式分为：串行总线、并行总线； ②按时序控制方式分为：同步总线、异步总线； ③按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。 ④按数据传输方向分为：单工总线和双工总线，双工总线又分为半双工总线和全双工总线。 历年真题 1．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。（2001年） 2．下列说法中正确的是（）。（2003年） A．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 B．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息
C．半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息 D．半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 【分析】根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。 【答案】C 二、总线的信息传输方式 1．串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）。在串行传输时，被传输的数据在发送设备中进行并行到串行的变换，在接收设备中进行串行到并行的变换。 2．并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。 3．复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。（它与并串传输的区别在于分时地传输同一数据源的不同信息。） 4．消息传输方式：总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。历年真题
第8章系统总线
第8章系统总线 在现代计算机系统中，无论是在计算机内部各部件之间，还是计算机与外部设备之间，地址、数据、控制信息的传送都是通过总线进行的，总线是信息传送的公共通路。因此，总线也是计算机系统的重要组成部分。本章介绍系统总线，包括系统总线结构，总线的控制和通信方式，信息在总线中的传送方式，微型机的总线标准，以及常用总线举例。 8.1 总线概述 8.1.1 总线原理 总线，也叫母线，是连接计算机系统各个部件和装置的线路，它是一个或多个信息源传送信息到多个目的地的数通路。 每一位二进制数码由总线中的一根线来传送，我们称为1位总线。每1位总线都有若干发送端和接收端。在发送端和接收端都设有控制门，分别叫做发送门和接收门。1位总线传输数据的示意图如下图所示。 图中发送端有3个发送门A、B、C，接收端有3个接收门D、E、F，数据可从发送端的任一个发送门发出，可被接收端的一个或几个接收门接收。 同一时刻总线只能传送一个数据，否则总线输出要发生混乱。因此，在发送端应设有判优或仲裁逻辑，当多个数据在发送端要求发送时，由判优或仲裁逻辑选择一个数据发送出去，以保证传送的正确性。在上图中，发送端的A、B、C的3个发送门中，同一时刻只能有一个发送门打开，不能同时打开两个以上的发送门，这叫做发送端的分时性。而接收端没有上述限制，也即可以同时打开几个门。如某一时刻，若端口A作为发送端，则作为接收端的D、E、F这3个门可以同时接收到从A发送门所传送的数据，B和C这两个端口也可以作为接收端接收到从A发送门所传送的数据——1位二进制数码。 8.1.2 总线结构类型 ⒈单总线结构 单总线结构是用一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，计算机系统的所有设备都挂在这条总线上，各大部件之间的所有的信息传送都通过这组总线。如下图所示。 单总线结构的特点 ⑴所有连接到单总线上的计算机系统部件都共享同一地址空间。I/O设备地址都采取存储器映射方式编址，因而指令系统中没有输入输出指令，任何访问存储器的指令都可以访问连接到总线上的任何设备。 ⑵单总线采用异步通信方式，其传输速率只与设备固有速率有关，而与总线上其它子系统、总线的物理长度无关。 ⑶单总线不仅用在处理器级部件间互连，而且也可以用于各单元部件之间的连接。它们都具有标准总线的接口。 ⑷与总线连接的所有部件是互相独立的，这种总线结构便于系统部件的扩充。 ⒉双总线结构 单总线结构的缺陷是系统效率和连接到总线上的各设备的利用率不高。为了克服这一缺陷，在有些小型机和大、中型机中，让I/O总线与内存总线分开，形成了双总线结构。 这种总线结构有两条总线，一条是内存总线，用于CPU、内存和通道之间进行数据传送；另一条是I/O总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。 在双总线结构中，通道是计算机系统中的一个独立部件，使CPU的效率大为提高，并可
计算机组成原理 课后答案 第三章系统总线复习过程
计算机组成原理课后答案第三章系统总 线
第3章系统总线 1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？P41 答：总线是连接多个部件共享的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 总线传输的特点是：某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。 为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通。 2.总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用,是单向的，还是双向的，他们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？ 答：总线的分类： （1）按数据传送方式分：并行传输总线和串行传输总线； （2）按总线的使用范围分：计算机总线、测控总线、网络通信总线等； （3）按连接部件分：片内总线、系统总线和通信总线。 系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。 按系统总线传输信息不同，可分为3类：数据总线、地址总线和控制总线。 （1）数据总线：数据总线是用来传输个功能部件之间的数据信息，它是双向传输总线，其位数与机器字长、存储字长有关，一般 为8位、16位或32位。 （2）地址总线：地址总线主要是用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址或I/O设备的地址，地址总线上的代 码是用来指明CPU欲访问的存储单元或I/O端口的地址，由CPU
输出，是单向的，地址线的位数与存储单元的个数有关，如地 址线有20根，则对应的存储单元个数为220。 （3）控制总线：控制总线是用来发出各种控制信号的传输线，其传输是单向的。 3.常用的总线结构有几种？不同的总线结构对计算机的性能有什么影响？举例说明。 答：总线结构通常有单总线结构和多总线结构。 （1）单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上，允许I/O设备之间、I/O设备与CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息。 这种 4.为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？ 答：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题； 常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求； 特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。 5. 解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备（或从模块）、总线的传输周期和总线的通信控制。 答：总线宽度：通常指数据总线的根数； 总线带宽：总线的数据传输率，指单位时间内总线上传输数据的位数； 总线复用：指同一条信号线可以分时传输不同的信号。 总线的主设备（主模块）：指一次总线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）；