總線的三種控制方式：串行鏈接、定時(shí)查尋和獨(dú)立請(qǐng)求。

1．串行鏈接方式

在串行鏈接方式下，總線使用權(quán)的分配通過三根控制線來實(shí)現(xiàn)：總線可用、總線請(qǐng)求和總線忙信號(hào)線，如圖3.5所示。所有的功能部件經(jīng)過一條公共的總線請(qǐng)求信號(hào)線向總線控制器發(fā)出要求使用總線的請(qǐng)求，控制器收到總線申請(qǐng)后，首先檢查總線忙信號(hào)線，只有當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí)，總線請(qǐng)求才能被總線控制器響應(yīng)，此時(shí)，送出總線可用的回答信號(hào)，該信號(hào)串行地通過每個(gè)部件。未發(fā)出總線請(qǐng)求的部件在接收到總線可用信號(hào)時(shí)將其傳送給下一個(gè)功能部件；發(fā)出請(qǐng)求的部件在收到總線可用信號(hào)后就停止傳送該信號(hào)，并開始建立總線忙信號(hào)，并去除總線請(qǐng)求信號(hào)，開始總線操作。在數(shù)據(jù)傳送期間，總線忙信號(hào)維持總線可用信號(hào)的建立。完成數(shù)據(jù)傳送后，部件除去總線忙信號(hào)，總線可用信號(hào)也隨之去除。此后若有總線請(qǐng)求，則再次開始總線分配過程。

可見，這種方式使使用總線的優(yōu)先次序完全由總線可用線所接部件的物理位置來決定，離總線控制器越近的部件其獲得總線使用權(quán)的優(yōu)先級(jí)別越高，越遠(yuǎn)的部件優(yōu)先級(jí)別越低。

串行鏈接方式的主要優(yōu)點(diǎn)是總線裁決算法很簡(jiǎn)單，用于控制總線分配的線數(shù)很少，而且與掛接在總線上的部件的數(shù)量無關(guān)，易于擴(kuò)充設(shè)備。但這種方式由于優(yōu)先級(jí)是固定的，靈活性較差，不能由軟件改變優(yōu)先級(jí)，如果級(jí)別高的部件頻繁使用總線時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的部件可能很久也得不到響應(yīng)。又由于總線可用信號(hào)串行地通過各個(gè)部件，這限制了總線分配的速度；在總線可用信號(hào)傳輸?shù)倪^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(yuǎn)得不到總線的使用權(quán)，即對(duì)硬件的失效很敏感。在總線上增加、去除或移動(dòng)部件也要受總線長(zhǎng)度的限制。

2.定時(shí)查詢方式

圖3.6為采用查詢方式的集中式總線控制方式。查詢方式的原理是在總線控制器中設(shè)置一個(gè)查詢計(jì)數(shù)器。由控制器輪流地對(duì)各部件進(jìn)行測(cè)試，看其是否發(fā)出總線請(qǐng)求。當(dāng)總線控制器收到申請(qǐng)總線的信號(hào)后，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，如果申請(qǐng)部件編號(hào)與計(jì)數(shù)器輸出一致，則計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，該部件可以獲得總線使用權(quán)，并建立總線忙信號(hào)，然后開始總線操作。使用完畢后，撤消總線忙信號(hào)，釋放總線，若此時(shí)還有總線請(qǐng)求信號(hào)，控制器繼續(xù)進(jìn)行輪流查詢，開始下一個(gè)總線分配過程。

計(jì)數(shù)器的值可以每次從“0”開始計(jì)數(shù)，這時(shí)部件的優(yōu)先級(jí)類似于串行鏈接方式；如果計(jì)數(shù)器的值每次從上次的中止點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，則是一種循環(huán)優(yōu)先級(jí)，每個(gè)部件獲得總線使用權(quán)的機(jī)會(huì)均相等；計(jì)數(shù)器的值還可以通過程序的方法來改變，在每次總線分配前賦予計(jì)數(shù)器一個(gè)起始值，同樣，部件號(hào)也可以由程序置定，這樣部件的優(yōu)先級(jí)有較靈活的改變。

查詢方式是用計(jì)數(shù)查詢線代替了串行鏈接方式的總線可用信號(hào)線，這樣不會(huì)因某一部件的故障而引起其他部件獲得總線的使用權(quán)，故可靠性比較高。但查詢線的數(shù)目限制了總線上可掛接的部件數(shù)目，擴(kuò)充性較差，而且控制較為復(fù)雜，總線的分配速度取決于計(jì)數(shù)信號(hào)的頻率和部件數(shù)，速度仍然不會(huì)很高。

3．獨(dú)立請(qǐng)求方式

每個(gè)部件都有各自的一對(duì)總線請(qǐng)求和總線允許線，各部件可以獨(dú)立地向控制器發(fā)出總線請(qǐng)求，總線已被分配信號(hào)線是所有部件公用的，如圖3.7所示。當(dāng)部件要申請(qǐng)使用總線時(shí)，送總線請(qǐng)求信號(hào)到總線控制器，如果總線已被分配信號(hào)線還未建立，即總線空閑時(shí)，總線控制器按照某種算法對(duì)同時(shí)送來的請(qǐng)求進(jìn)行裁決，確定響應(yīng)哪個(gè)部件發(fā)來的總線請(qǐng)求，然后返回這個(gè)部件相應(yīng)的總線允許信號(hào)，部件得到總線允許信號(hào)后，去除其請(qǐng)求，建立總線已被分配信號(hào)，這次的總線分配結(jié)束，直至該部件傳輸完數(shù)據(jù)，撤消總線已被分配信號(hào)，經(jīng)總線控制器去除總線準(zhǔn)許信號(hào)，可以接受新的申請(qǐng)信號(hào)，開始下一次的總線分配。

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