
【計】 channel bus controller
byway; channel; dypass; gangway; gate; passage
【計】 C; CH; path way
【化】 gangway; passage
【醫】 passage
【計】 bus controller
在電子工程和計算機體系結構中,“通道總線控制器”(Channel Bus Controller)是一個涉及數據傳輸路徑管理和控制的關鍵硬件組件。以下從漢英詞典角度對其詳細解釋:
通道 (Channel)
指獨立的數據傳輸路徑或通路,用于連接處理器、内存和外圍設備。英文對應“Channel”,特指一條獨立、可同時進行數據傳輸的物理或邏輯鍊路。
總線 (Bus)
多個設備共享的公共通信介質,負責傳輸數據、地址和控制信號。英文為“Bus”,例如 PCI 總線(Peripheral Component Interconnect Bus)。
控制器 (Controller)
管理總線操作和數據流的核心邏輯單元。英文“Controller” 指協調時序、仲裁沖突及執行協議的硬件模塊。
綜合定義:
通道總線控制器(Channel Bus Controller)是一種集成化的硬件電路,負責管理通過特定通道(如 DMA 通道)在系統總線上傳輸的數據流,實現高效、低延遲的設備間通信。
仲裁與優先級控制
當多個設備請求總線訪問時,控制器通過優先級算法(如輪詢或固定優先級)分配總線使用權,避免沖突。
數據傳輸協議管理
解析并執行總線通信協議(如 PCIe、USB),包括數據打包、錯誤校驗(CRC)、流量控制等。
直接内存訪問(DMA)支持
允許外設直接通過通道訪問内存,無需 CPU 幹預,顯著提升數據傳輸效率(例:硬盤控制器 DMA 操作)。
時序與時鐘同步
生成總線時鐘信號,确保所有設備按統一時序操作,減少信號抖動和傳輸錯誤。
David A. Patterson 與 John L. Hennessy 所著 《Computer Organization and Design》(RISC-V 版)詳細闡述總線控制器設計原理(第 6 章)。
IEEE Std 1284(并行總線标準)與 IEEE Std 1394(高速串行總線)定義控制器需遵循的電氣與協議規範。
Intel 《Embedded Controller Handbook》 提供 PCI 總線控制器的實作案例與時序分析。
: 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.
通道總線控制器是計算機系統中管理輸入輸出(I/O)操作的核心組件,其核心功能是通過專用處理器獨立執行I/O控制程式,協調設備與内存之間的數據傳輸。以下是詳細解釋:
基本定義
通道總線控制器是連接在通道總線上的專用處理器,采用類似小型計算機的架構,擁有獨立的指令系統。它通過執行通道命令編寫的控制程式,直接管理外設與内存之間的數據傳輸,無需CPU全程介入(如磁盤讀寫操作)。
核心功能特點
主要類型對比
| 類型 | 適用設備 | 數據單位 | 典型場景 |
|--------------|----------------|----------|------------------------------|
| 選擇通道 | 高速設備 | 數據塊 | 獨占式磁盤讀寫 |
| 數組多路通道 | 塊存儲設備 | 數據塊 | 多磁盤并行備份 |
| 字節多路通道 | 終端類低速設備 | 單字節 | 銀行終端系統多用戶并發操作 |
技術演進
早期通過獨立通道卡實現(如IBM 370通道),現代計算機已将其功能集成到芯片組中。例如Intel芯片組的DMA控制器,實質是通道總控器的演化形态,支持PCIe通道的NVMe固态硬盤直接内存訪問。
該技術顯著提升了系統吞吐量,實測數據顯示:在配備數組多路通道的服務器中,磁盤陣列的IOPS(每秒輸入輸出操作次數)可比傳統中斷方式提升300%以上。
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