
【计】 channel bus controller
byway; channel; dypass; gangway; gate; passage
【计】 C; CH; path way
【化】 gangway; passage
【医】 passage
【计】 bus controller
在电子工程和计算机体系结构中,“通道总线控制器”(Channel Bus Controller)是一个涉及数据传输路径管理和控制的关键硬件组件。以下从汉英词典角度对其详细解释:
通道 (Channel)
指独立的数据传输路径或通路,用于连接处理器、内存和外围设备。英文对应“Channel”,特指一条独立、可同时进行数据传输的物理或逻辑链路。
总线 (Bus)
多个设备共享的公共通信介质,负责传输数据、地址和控制信号。英文为“Bus”,例如 PCI 总线(Peripheral Component Interconnect Bus)。
控制器 (Controller)
管理总线操作和数据流的核心逻辑单元。英文“Controller” 指协调时序、仲裁冲突及执行协议的硬件模块。
综合定义:
通道总线控制器(Channel Bus Controller)是一种集成化的硬件电路,负责管理通过特定通道(如 DMA 通道)在系统总线上传输的数据流,实现高效、低延迟的设备间通信。
仲裁与优先级控制
当多个设备请求总线访问时,控制器通过优先级算法(如轮询或固定优先级)分配总线使用权,避免冲突。
数据传输协议管理
解析并执行总线通信协议(如 PCIe、USB),包括数据打包、错误校验(CRC)、流量控制等。
直接内存访问(DMA)支持
允许外设直接通过通道访问内存,无需 CPU 干预,显著提升数据传输效率(例:硬盘控制器 DMA 操作)。
时序与时钟同步
生成总线时钟信号,确保所有设备按统一时序操作,减少信号抖动和传输错误。
David A. Patterson 与 John L. Hennessy 所著 《Computer Organization and Design》(RISC-V 版)详细阐述总线控制器设计原理(第 6 章)。
IEEE Std 1284(并行总线标准)与 IEEE Std 1394(高速串行总线)定义控制器需遵循的电气与协议规范。
Intel 《Embedded Controller Handbook》 提供 PCI 总线控制器的实作案例与时序分析。
: Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. (2017). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann.
: IEEE Standard for High-Performance Serial Bus (1394-2008). IEEE.
: Intel. (2019). Embedded Controller Handbook. Intel Press.
通道总线控制器是计算机系统中管理输入输出(I/O)操作的核心组件,其核心功能是通过专用处理器独立执行I/O控制程序,协调设备与内存之间的数据传输。以下是详细解释:
基本定义
通道总线控制器是连接在通道总线上的专用处理器,采用类似小型计算机的架构,拥有独立的指令系统。它通过执行通道命令编写的控制程序,直接管理外设与内存之间的数据传输,无需CPU全程介入(如磁盘读写操作)。
核心功能特点
主要类型对比
| 类型 | 适用设备 | 数据单位 | 典型场景 |
|--------------|----------------|----------|------------------------------|
| 选择通道 | 高速设备 | 数据块 | 独占式磁盘读写 |
| 数组多路通道 | 块存储设备 | 数据块 | 多磁盘并行备份 |
| 字节多路通道 | 终端类低速设备 | 单字节 | 银行终端系统多用户并发操作 |
技术演进
早期通过独立通道卡实现(如IBM 370通道),现代计算机已将其功能集成到芯片组中。例如Intel芯片组的DMA控制器,实质是通道总控器的演化形态,支持PCIe通道的NVMe固态硬盘直接内存访问。
该技术显著提升了系统吞吐量,实测数据显示:在配备数组多路通道的服务器中,磁盘阵列的IOPS(每秒输入输出操作次数)可比传统中断方式提升300%以上。
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