3.4.2 多总线结构
双总线结构
双总线结构的特点是将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成主存总线与I/O总线分开的结构。图中通道是一个具有特殊功能的处理器,CPU将一部分功能下放给通道,使其对I/O设备具有统一管理的功能,以完成外部设备与主存储器之间的数据传送,其系统的吞吐能力可以相当大。这种结构大多用于大、中型计算机系统。
三总线结构：
如果将速率不同的I/O设备进行分类，然后将他们连接在不同的通道上，那么计算机系统的工作效率将会提高，由此发展成多总线结构。
图3.8中主存总线用于CPU与主存之间的传输；I/O总线供CPU与各类I/O设备之间传递信息;DMA总线用于高速I/O设备(磁盘、磁带等)与主存之间直接交换信息。在三总线结构中,任一时刻只能使用一种总线。主存总线与DMA总线不能同时对主存进行存取,I/O总线只有在CPU执行I/O指令时才能用到。
另一种三总线结构：
图3.9是另一种三总线结构的示图。
由图可见,处理器与 Cache(详见4.3节) 之间有一条局部总线,它将CPU与 Cache或与更多
的局部设备连接。 Cache的控制机构不仅将 Cache连到局部总线上,而且还直接连到系统总线
上,这样 Cache就可通过系统总线与主存传输信息,且I/O设备与主存之间的传输也不必通过
CPU。还有一条扩展总线,它将局城网、小型计算机接口(SCSI)、调解器( Modem)以及串行接口等都连接起来,并且通过这些接口又可与各类I/O设备相连,因此它可支持相当多的I/O设备。与此同时,扩展总线又通过扩展总线接口与系统总线相连,由此便可实现这两种总线之间的信息传递,可见其系统的工作效率明显提高。
四总线结构：
我们还要提高运行效率：四总线结构
在这里增添了一条与计算机系统紧密相连的高速总线。在高速总线上挂接了一些高速I/O设备，如高速局域网，图形工作站，多媒体，SCSI等。他们通过Cache控制机构中的高速总线桥或高速缓冲器与系统总线和局部总线相连接，使得这些高速设备与CPU更密切。而一些较低速的设备如图文传真FAX，调制解调器，串行接口任然挂在扩展总线上，并且由扩展总线接口与高速总线连接。
3.4.3 总线结构举例
传统微型计算机的总线结构：
由图3.11中可见,不论高速局域网、高性能图形还是低速的FAX、 Modem都挂接在ISA或EISA总线上,并通过ISA或EISA总线控制器与系统总线相连,这样势必出现总线数据传输的瓶颈。只有将高速、高性能的外设,如高速局域网卡、高性能图形卡等尽量靠近CPU本身的总线,并与CPU同步或准同步,才可能消除瓶颈问题。
这就要求改变总线结构提高数据传送速率为此,出现了图3.12的 VL-BUS局部总线结构。
由图3.12中可见,将原先挂在ISA总线上的高速局域网卡、多媒体卡、高性能图形卡等从
ISA总线卸下来,挂到局部总线VL-BUS上,再与系统总线相连。面将打印机、FAX、 Modem等低
速设备仍挂在ISA总线上。局部总线VL-BUS就相当于在CPU与高速I/O设备之间架上了高速
通道,使CPU与高性能外设得到充分发挥,满足了图形界面软件的要求。
由于VL-BUS是从CPU总线演化而来的,与CPU的关系太紧密，以致很难支持功能更强的CPU,因此出现了PCI总线
图3.13中可见,PCI总线是通过PCI桥路(包括PCI控制器和PCI加速器)与CPU总线相连,这种结构使CPU总线与PCI总线互相隔离,具有更高的灵活性,可以支持更多的高速运行设备；而且具有即插即用的特性。当然,挂在PCI总线上的设备都要求数据传输速率高的设备,如多媒体卡、高速局域网适配器、高性能图形卡等,与高速CPU总线是相匹配的。至于低速的FAX ，Modem，打印机仍然挂在ISA、FISA总线上。
当总线驱动能力不足时候，可采用 多层结构。
