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總線仲裁

同一時刻只能有一個設備控制總線傳輸操作👱，可以有一個或多個設備從總線接收數據🗂。

將總線上所連接的各類設備按其對總線有無控制功能分為：

• 主設備：獲得總線控制權的設備。

• 從設備：被主設備訪問的設備，只能響應從主設備發來的各種總線命令。

為什麼要仲裁？
總線作為一種共享設備，不可避免地會出現同一時刻有多個主設備競爭總線控制權的問題。

總線仲裁的定義：
多個主設備同時競爭主線控制權時，以某種方式選擇一個主設備優先獲得總線控制權稱為總線仲裁。

總線仲裁分類：

集中仲裁方式【鏈式查詢方式、計數器定時查詢方式🧏‍♀️👩🏽‍🦳、獨立請求方式】

分布仲裁方式

一、集中仲裁方式

1. 鏈式查詢方式

工作流程🦹‍♀️：

1. 主設備發出請求信號；

2. 若多個主設備同時要使用總線🎷，則由總線控制器的判優、仲裁邏輯按一定的優先等級順序確定哪個主設備能使用總線；

3. 獲得總線使用權的主設備開始傳送數據🤌🏻。

“總線忙”信號的建立者是獲得總線控制權的設備

優先級：離總線控制器越近的部件，其優先級越高；離總線控制器越遠的部件，其優先級越低。

• 優點🖌：鏈式查詢方式優先級固定。只需很少幾根控制線就能按一定優先次序實現總線控制，結構簡單，擴充容易📧🙆🏽‍♂️。

• 缺點：對硬件電路的故障敏感👩🏽‍🎓，並且優先級不能改變👩🏼‍💻。 當優先級高的部件頻繁請求使用總線時👩‍🔬，會使優先級較低的部件長期不能使用總線。

2. 計數器查詢方式

結構特點：用一個計數器控制總線使用權，相對鏈式查詢方式多了一組設備地址線👨‍👧‍👧，少了一根總線響應線BG👃；它仍共用一根總線請求線。

優點🗣：

1. 計數初始值可以改變優先次序 。 計數每次從“0”開始🚕，設備的優先級就按順序排列🎵，固定不變； 計數從上一次的終點開始，此時設備使用總線的優先級相等🎒；計數器的初值還可以由程序設置。

2. 對電路的故障沒有鏈式敏感。

缺點👧🏽：

1. 增加了控制線數。 若設備有n個，則需élog2nù +2條控制線

2. 控制相對比鏈式查詢相對複雜。

3. 獨立請求方式

結構特點：每一個設備均有一對總線請求線 $B{R}_i$和總線允許線 $B{G}_i$。

優點🔮：

1. 響應速度快，總線允許信號BG直接從控制器發送到有關設備，不必在設備間傳遞或者查詢。

2. 對優先次序的控制相當靈活🤾🏽‍♀️。

缺點🗿：

1. 控制線數量多。若設備有n個💆🏼‍♀️，則需要2n+1條控制線。其中+1為BS線，用于設備向總線控制部件反饋已經是否正在使用總線🖲。

2. 總線的控制邏輯更加複雜

4. 總結

“總線忙”信號的建立者是獲得總線控制權的設備

二、分布仲裁方式

特點：不需要中央仲裁器🙋🏼‍♂️，每個潛在的主模塊都有自己的仲裁器和仲裁號，多個仲裁器競爭使用總線。

1. 當設備有總線請求時🚱，它們就把各自唯一的仲裁號發送到共享的仲裁總線上；

2. 每個仲裁器將從仲裁總線上得到的仲裁號與自己的仲裁號進行比較；

3. 如果仲裁總線上的號優先級高，則它的總線請求不予響應，並撤銷它的仲裁號🤌🏻；

4. 最後，獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。

5. 
   

6. 鏈接🧑🏿‍🦳：https://blog.csdn.net/weixin_43848614/article/details/126931510

7. 作者：何為xl