總線(xiàn)的控制方式

1．串行鏈接方式
在串行鏈接方式下，總線(xiàn)使用權的分配通過(guò)三根控制線(xiàn)來(lái)實(shí)現：總線(xiàn)可用、總線(xiàn)請求和總線(xiàn)忙信號線(xiàn)，如圖3.5所示。所有的功能部件經(jīng)過(guò)一條公共的總線(xiàn)請求信號線(xiàn)向總線(xiàn)控制器發(fā)出要求使用總線(xiàn)的請求，控制器收到總線(xiàn)申請后，首先檢查總線(xiàn)忙信號線(xiàn)，只有當總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)時(shí)，總線(xiàn)請求才能被總線(xiàn)控制器響應，此時(shí)，送出總線(xiàn)可用的回答信號，該信號串行地通過(guò)每個(gè)部件。未發(fā)出總線(xiàn)請求的部件在接收到總線(xiàn)可用信號時(shí)將其傳送給下一個(gè)功能部件；發(fā)出請求的部件在收到總線(xiàn)可用信號后就停止傳送該信號，并開(kāi)始建立總線(xiàn)忙信號，并去除總線(xiàn)請求信號，開(kāi)始總線(xiàn)操作。在數據傳送期間，總線(xiàn)忙信號維持總線(xiàn)可用信號的建立。完成數據傳送后，部件除去總線(xiàn)忙信號，總線(xiàn)可用信號也隨之去除。此后若有總線(xiàn)請求，則再次開(kāi)始總線(xiàn)分配過(guò)程。
可見(jiàn)，這種方式使使用總線(xiàn)的優(yōu)先次序完全由總線(xiàn)可用線(xiàn)所接部件的物理位置來(lái)決定，離總線(xiàn)控制器越近的部件其獲得總線(xiàn)使用權的優(yōu)先級別越高，越遠的部件優(yōu)先級別越低。
串行鏈接方式的主要優(yōu)點(diǎn)是總線(xiàn)裁決算法很簡(jiǎn)單，用于控制總線(xiàn)分配的線(xiàn)數很少，而且與掛接在總線(xiàn)上的部件的數量無(wú)關(guān)，易于擴充設備。但這種方式由于優(yōu)先級是固定的，靈活性較差，不能由軟件改變優(yōu)先級，如果級別高的部件頻繁使用總線(xiàn)時(shí)，優(yōu)先級低的部件可能很久也得不到響應。又由于總線(xiàn)可用信號串行地通過(guò)各個(gè)部件，這限制了總線(xiàn)分配的速度；在總線(xiàn)可用信號傳輸的過(guò)程中，如果第I個(gè)部件發(fā)生故障，在其后的所有部件將主永遠得不到總線(xiàn)的使用權，即對硬件的失效很敏感。在總線(xiàn)上增加、去除或移動(dòng)部件也要受總線(xiàn)長(cháng)度的限制。

2.定時(shí)查詢(xún)方式
圖3.6為采用查詢(xún)方式的集中式總線(xiàn)控制方式。查詢(xún)方式的原理是在總線(xiàn)控制器中設置一個(gè)查詢(xún)計數器。由控制器輪流地對各部件進(jìn)行測試，看其是否發(fā)出總線(xiàn)請求。當總線(xiàn)控制器收到申請總線(xiàn)的信號后，計數器開(kāi)始計數，如果申請部件編號與計數器輸出一致，則計數器停止計數，該部件可以獲得總線(xiàn)使用權，并建立總線(xiàn)忙信號，然后開(kāi)始總線(xiàn)操作。使用完畢后，撤消總線(xiàn)忙信號，釋放總線(xiàn)，若此時(shí)還有總線(xiàn)請求信號，控制器繼續進(jìn)行輪流查詢(xún)，開(kāi)始下一個(gè)總線(xiàn)分配過(guò)程。

計數器的值可以每次從“0”開(kāi)始計數，這時(shí)部件的優(yōu)先級類(lèi)似于串行鏈接方式；如果計數器的值每次從上次的中止點(diǎn)開(kāi)始計數，則是一種循環(huán)優(yōu)先級，每個(gè)部件獲得總線(xiàn)使用權的機會(huì )均相等；計數器的值還可以通過(guò)程序的方法來(lái)改變，在每次總線(xiàn)分配前賦予計數器一個(gè)起始值，同樣，部件號也可以由程序置定，這樣部件的優(yōu)先級有較靈活的改變。
查詢(xún)方式是用計數查詢(xún)線(xiàn)代替了串行鏈接方式的總線(xiàn)可用信號線(xiàn)，這樣不會(huì )因某一部件的故障而引起其他部件獲得總線(xiàn)的使用權，故可靠性比較高。但查詢(xún)線(xiàn)的數目限制了總線(xiàn)上可掛接的部件數目，擴充性較差，而且控制較為復雜，總線(xiàn)的分配速度取決于計數信號的頻率和部件數，速度仍然不會(huì )很高。

3．獨立請求方式
每個(gè)部件都有各自的一對總線(xiàn)請求和總線(xiàn)允許線(xiàn)，各部件可以獨立地向控制器發(fā)出總線(xiàn)請求，總線(xiàn)已被分配信號線(xiàn)是所有部件公用的，如圖3.7所示。當部件要申請使用總線(xiàn)時(shí)，送總線(xiàn)請求信號到總線(xiàn)控制器，如果總線(xiàn)已被分配信號線(xiàn)還未建立，即總線(xiàn)空閑時(shí)，總線(xiàn)控制器按照某種算法對同時(shí)送來(lái)的請求進(jìn)行裁決，確定響應哪個(gè)部件發(fā)來(lái)的總線(xiàn)請求，然后返回這個(gè)部件相應的總線(xiàn)允許信號，部件得到總線(xiàn)允許信號后，去除其請求，建立總線(xiàn)已被分配信號，這次的總線(xiàn)分配結束，直至該部件傳輸完數據，撤消總線(xiàn)已被分配信號，經(jīng)總線(xiàn)控制器去除總線(xiàn)準許信號，可以接受新的申請信號，開(kāi)始下一次的總線(xiàn)分配。

這種方式的總線(xiàn)分配速度快，各模塊優(yōu)先級的確定靈活，既可以采用優(yōu)先級固定法，也可通過(guò)程序改變優(yōu)先次序，還可通過(guò)屏蔽禁止某個(gè)請求，也能方便地不響應來(lái)自己知失效或可能失效的部件發(fā)出的請求，但這是以增加總線(xiàn)控制器的復雜性和控制線(xiàn)的數目為代價(jià)的。

測試3.1.5總線(xiàn)控制機構為解決N個(gè)部件使用總線(xiàn)時(shí)優(yōu)先次序的裁決，集中式定時(shí)查詢(xún)，需另外增加控制線(xiàn)根數為（ ）。
A. 3B. 2N十1
C. 2十「log2N」D. N十2

測試3.2.4總線(xiàn)的控制方式分為（1）和（2）。

測試3.4.2總線(xiàn)控制方式有哪3種?各需要增加幾根用于總線(xiàn)控制的控制線(xiàn)?總線(xiàn)控制優(yōu)先級的靈活性如何?