对于计算机的总线结构,数据在不同的设备之间通过总线进行传输。在总线传输数据时,如果两个或多个设备同时想要在总线上发送数据,就会出现冲突。
总线竞争是指当多个设备同时想要在总线上传输信息时,由于存在调度问题,会造成信息无法传输的现象。这种情况下,若一个设备尚未完成传输,另一个设备已经开始传输,就会发生冲突。
当总线竞争产生冲突时,往往需要通过总线争抢机制进行解决。总线争抢机制通常采用优先级和仲裁机制,通过争夺总线控制权的方式解决竞争问题。
总线冲突会带来诸多影响,最明显的就是会导致数据传输延迟。出现冲突的时候,需要重新发起数据传输,等待争抢总线控制权的时间就是延迟的时间。当冲突频繁发生时,系统的整体效率和性能将受到影响。
此外,总线冲突还可能引发系统异常,如死机等问题。
总线上常见的冲突分为以下几种类型:
(1)读-写冲突:当CPU试图从内存中读取数据时,该数据正被另外一些设备写入到内存中,从而导致读写冲突。
(2)写-写冲突:当多个设备同时试图向同一块地址写入数据时,就会引发写冲突问题。
(3)仲裁失败:当多个设备同时申请控制总线的时间,但是仲裁机制无法解决争抢问题,就会发生仲裁失败的情况。
避免总线冲突是提高系统性能和提高数据传输效率的重要手段。为了降低总线冲突的发生概率,可采取以下措施:
(1)总线争抢机制:通过总线争抢机制进行调度,让一些设备优先使用总线。
(2)总线分离:将总线进行分离,例如基于松散耦合的结构,减少冲突的级数,提高数据传输效率。
(3)数据缓存:在读写操作中采用数据缓存技术,缓存下一次读取或写入的数据,减少读写冲突的发生。