
【計】 time-shared bus
time-sharing
【計】 slicing time; time sharing
【化】 time sharing
【經】 time-sharing
【計】 B; bus
分時總線(Time-Shared Bus)是數字系統中實現多設備通信的共享傳輸通道技術,其核心特征是通過時間分割機制協調多個設備有序使用同一組物理線路。該術語在計算機硬件和嵌入式系統領域具有以下專業定義與應用解析:
技術原理
分時總線采用時分複用(TDM)策略,将總線使用權按時間片分配給不同設備。每個設備在預定時間窗口内獨占總線進行數據傳輸,例如微處理器通過總線仲裁器控制對内存和I/O設備的訪問時序。數學上可表示為:
$$
T{cycle} = sum{i=1}^{n} ti
$$
其中 (T{cycle}) 為總線周期總時長,(t_i) 代表第(i)個設備的時間片。
典型架構特征
應用場景
主要應用于多核處理器内部互連、汽車電子CAN總線系統及工業控制網絡。例如ARM Cortex-M系列芯片采用AHB總線實現CPU與DMA控制器的分時通信。
性能指标
關鍵參數包括總線帶寬(單位:MB/s)、仲裁延遲(單位:時鐘周期)和最大負載設備數。現代PCIe 5.0總線通過分時複用可實現128GB/s的有效帶寬(數據來源:PCI-SIG官方技術白皮書)。
該技術通過硬件級時間管理優化了系統資源利用率,但存在實時性受仲裁機制影響的局限性,在航空航天等強實時場景中常與冗餘總線配合使用。
分時總線是計算機系統中實現多個部件共享傳輸線路的核心機制,其核心特點體現在“分時”與“共享”兩方面。以下是詳細解析:
分時總線指多個部件通過時間片輪轉方式共享同一組物理線路,以實現數據、地址或控制信號的傳輸。這種機制要求同一時刻僅允許一個部件發送信息,但多個部件可同時接收相同信息。
線路分時複用
訪問權限分時控制
主要用于系統總線(如連接CPU、内存、I/O設備的總線)和多處理器系統,典型例子包括PCI總線和現代SOC芯片内部總線。其分時特性平衡了硬件成本與傳輸效率,但可能引入仲裁延遲(如提到的時間間隔劃分問題)。
提示:分時總線與并行總線的區别在于,前者通過時間維度擴展傳輸容量,後者通過增加物理線路提升帶寬。實際系統中常結合使用這兩種技術。
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