6.2 总线
总线事务
Q: 什么是总线事务？
A: 从请求总线到完成总线使用的操作序列，发生在一个总线周期中。
Q: 典型的总线事务按顺序包括哪些阶段？
A: 请求、仲裁、寻址、传输、释放。
总线事务的五个阶段
Q: 总线事务的请求阶段由谁发起？
A: 主设备 (CPU 或 DMA) 发出总线传输请求，并获得总线控制权。
Q: 总线事务的仲裁阶段由谁负责？
A: 总线仲裁机构决定将下一个传输周期的总线使用权授予某个申请者。
Q: 总线事务的寻址阶段，主设备给出什么信息？
A: 主设备通过总线给出要访问的从设备地址及有关命令，启动从模块。
Q: 总线事务的传输阶段，主从模块进行什么操作？
A: 主模块和从模块进行数据交换，可单向或双向进行数据传送。
Q: 总线事务的释放阶段，主模块做什么操作？
A: 主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权。
数据传送方式
Q: 总线上的数据传送方式有哪两种？
A: 非突发方式和突发方式。
Q: 非突发传送方式的特点是什么？
A: 每个传送周期内都先传送地址，再传送数据，主、从设备之间通常每次只能传输一个字长的数据。
Q: 突发传送方式的特点是什么？
A: 能够进行连续成组数据的传送。
其寻址阶段发送的是连续数据单元的首地址，在传输阶段传送多个连续单元的数据，每个时钟周期可以传送一个字长的信息，但是不释放总线，直到一组数据全部传送完毕后，再释放总线。
总线定时
Q: 什么是总线定时？
A: 总线在双方交换数据的过程中需要时间上配合关系的控制，其实质是一种协议或规则。
Q: 总线定时有哪四种方式？
A: 同步定时、异步定时、半同步定时和分离式定时。
同步定时方式
Q: 同步定时方式是如何协调发送和接收双方的？
A: 系统采用一个统一的时钟信号来协调发送和接收双方的传送定时关系。
Q: 同步定时方式的缺点是什么？
A: 主从设备属于强制性同步；不能及时进行数据通信的有效性检验，可靠性较差。
Q: 同步定时方式适用于什么样的系统？
A: 总线长度较短及总线所接部件的存取时间比较接近的系统。
Q: 同步串行通信方式的特点是什么？
A: 发送方时钟直接控制接收方时钟，使双方完全同步的一种逐位传输的通信方式。
使用同步串行通信时，由于收发双方的时钟严格一致，因此仅在数据块的头尾处添加了开始和结束标记，传输效率较高，但实现的硬件设备也更复杂。
异步定时方式
Q: 异步定时方式是如何实现定时控制的？
A: 完全依靠传送双方相互制约的 “握手” 信号来实现定时控制。
Q: 异步定时方式的“握手”信号通常包括哪些？
A: 通常，主设备提出交换信息的 “请求” 信号，经接口传送到从设备;
从设备接到主设备的请求后, 通过接口向主设备发出 “回答” 信号。
Q: 异步定时方式的优点是什么？
A: 总线周期长度可变，能保证两个工作速度相差很大的部件或设备之间可靠地进行信息交换, 自动适应时间的配合。
Q: 异步定时方式的缺点是什么？
A: 比同步控制方式稍复杂一些，速度比同步定时方式慢。
Q: 根据“请求”和“回答”信号的撤销是否互锁，异步定时方式分为哪三种类型？
A: 不互锁方式、半互锁方式、全互锁方式。
异步定时方式的三种类型
Q: 异步定时方式中，不互锁方式的特点是什么？
A: 不互锁：相互之间不会有制约的撤销关系
主设备发出“请求”信号后，不必等到接到从设备的“回答”信号，而是经过一段时间便撤销“请求”信号。
而从设备在接到 “请求” 信号后，发出 “回答” 信号，并经过一段时间后自动撤销 “回答” 信号。
双方不存在互锁关系。
Q: 异步定时方式中，半互锁方式的特点是什么？
A: 
主设备发出 “请求” 信号后，必须在接到从设备的 “回答” 信号后，才撤销 “请求” 信号，有互锁的关系。
而从设备在接到 “请求” 信号后，发出 “回答” 信号，但不必等待获知主设备的 “请求” 信号已经撤销，而是隔一段时间后自动撤销 “回答” 信号，不存在互锁关系。
Q: 异步定时方式中，全互锁方式的特点是什么？
A: 主设备发出 “请求” 信号后，必须在从设备 “回答” 后才撤销 “请求” 信号;
从设备发出 “回答” 信号后，必须在获知主设备 “请求” 信号已撤销后，再撤销其 “回答” 信号。双方存在互锁关系。
异步串行通信方式
Q: 异步串行通信方式是如何保证数据传输的准确性的？
A: 每个字符都要用开始位和停止位作为字符开始和结束的标志, 从而保证数据传输的准确性。
Q: 异步串行通信方式的开始位和停止位分别是什么逻辑电平？
A: 开始位是逻辑 “ 0 ” ，停止位是逻辑 “ 1 ”。
Q: 异步串行通信方式中奇偶校验位的用途是什么？
A: 用于有限的差错检测。
半同步定时方式
Q: 半同步定时方式是如何工作的？
A: 半通信会增加一个反馈的信号 WAIT，主要是通过异步通信的思想来去弥补同步通信中可能会出现的问题。
保留了同步定时的特点, 如所有地址、命令、数据信号的发出时间都严格参照系统时钟的某个前沿开始, 而接收方都采用系统时钟后沿时刻来进行判断识别;
同时, 又像异步定时那样, 允许不同速度的设备和谐地工作。
为此增设一条 Wait 响应信号线。
Q: 半同步定时方式的优点是什么？
A: 控制方式比异步定时简单，各模块在系统时钟的控制下同步工作，可靠性较高。
Q: 半同步定时方式的缺点是什么？
A: 系统时钟频率不能要求太高，所以从整体上来看，系统工作的速度不是很高。
分离式定时方式
Q: 分离式定时方式是如何工作的？
A: 
将总线事务分解为请求和应答两个子过程。
在第一个子过程中，主设备 A 获得总线使用权后,将命令、地址等信息发到总线上，经总线传输后由从设备 B 接收。
此过程占用总线的时间很短，主设备一旦发送完，立即释放总线，以便其他设备使用。
在第二个子过程中，设备 B 收到设备 A 发来的有关命令后，将设备 A 所需的数据准备好后，便由设备 B 申请总线使用权，一旦获准，设备 B 便将相应的数据送到总线上，由设备 A 接收。
上述两个子过程都只有单方向的信息流，每个设备都变为主设备。
Q: 分离式定时方式的优点是什么？
A: 在不传送数据时释放总线，使总线可接受其他设备的请求，不存在空闲等待时间。
Q: 分离式定时方式的缺点是什么？
A: 控制复杂，开销也大。
总线带宽
Q: 什么是总线带宽？
A: 指单位时间内总线上传输数据的位数，通常用每秒传送信息的位数来衡量，是衡量总线性能的重要指标。
Q: 总线在数据传输过程中可能会出现哪些错误？
A: 奇偶校验错误、CRC 校验错误等。
Q: 如何处理总线错误？
A: 可以采用一些错误检测和纠正机制，例如奇偶校验、CRC 校验、重传等，来保证数据的可靠传输。