微型计算机总线系统.ppt

第3章 微型计算机总线系统,3.1 微型计算机总线概述 3.2 微型计算机常用的系统总线 3.3 微型计算机常用的外部总线,一、总线的分类,总线（Bus）：是一组能为多个功能部件服务的公共信息传送线路，是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路，它能分时地发送与接收各部件的信息。按照总线在微机结构中所处的位置,可分为：,片内总线：CPU芯片内部各功能单元电路之间传送信息用的总线。 芯片总线（片级总线）：同一块电路板上CPU芯片与外围芯片之间的互连。 系统总线（板级总线）：微机系统多数采用模块结构，一个模块就是一个电路板，各电路板的插座之间就是采用系统总线连接的。系统总线一定是规范化的、可通用的，必须服从某一总线标准。 外部总线（外总线）：用于微机系统之间的通讯网络或用于微机系统与电子仪器和其它设备的连接。如串行总线EIA-RS232等。,IBM PC/XT 机硬件系统,二、总线的结构组织,三、总线的组成,Data Bus传送所有的数据信息,Address Bus传送所有的地址信息,Control Bus传送所有的控制或状态信号,四、总线的标准化与总线的性能指标,1.总线的标准化 不同的总线下列特性不同： 物理特性：即总线的物理连接方式； 功能特性：功能特性描述总线中每一根线的功能 ； 电气特性：定义每根线上信号的传递方向及有效电平范围 ； 规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序关系。,不同厂商生产的相同功能的部件互换使用 要求总线标准化。,2.总线的性能指标 (1)总线宽度：能同时传送数据的二进制位数，单位为位(bit)。 (2)总线频率：每秒钟能够传送数据的次数，通常用MHz表示。 (3)总线带宽：每秒钟总线上可传送数据总量，以MB/s为单位。 总线带宽(总线宽度/8位)总线频率,五、总线数据传输的过程,1981年 PC/XT使用的XT总线或PC总线（8位） 1984年 PC/AT使用的AT总线即ISA总线（16位） 1988年 386使用的EISA总线（32位） 1989年 486使用的VESA总线（32位局部总线） 1993年 Pentium使用的PCI总线（32位） 1997年 PII使用的AGP总线（32位） 1999年 Pentium III/4使用的PCI-X总线(扩展的PCI总线） 2002年 Pentium 4 使用的PCI Express总线（串行） 1995年 USB总线（外部串行总线） 1995年 IEEE 1394总线（火线，外部高速串行总线）,六、微型计算机总线的发展,七、常用系统总线- PC/XT总线,1. PC/XT总线简介 PC/XT总线专指IBM 公司1981年推出的基于准16位机PC/XT机使用的总线，也称为8位ISA总线，是微型计算机系列总线发展的起点 。 2. PC/XT总线的特点： (1) 支持1KB的I/O地址空间、20位存储器地址空间、8位数据存取、8级硬件中断、4个DMA通道等。 (2) 双列扩展槽、62个引脚代表不同信号。每个扩展槽相同意义的管脚连在一起再连到总线的相应信号线上，故接口卡可插于任意扩展槽中。 (3)除满足特殊需要的12V电源外其他信号与TTL电平兼容。,3.PC/XT总线的信号线 地址线： 20根 数据线： 8根 控制线： 21根 状态线： 2根 辅助与电源线：11根,AEN：地址允许信号 (高电平为DMA总线周期) ALE：地址锁存允许信号(下降沿锁存) IOR#/IOW#：I/O读写控制 MEMR#/MEMW#：存储器读写控制 T/C：DMA终止计数信号 DRQ3DRQ1：DMA请求信号 IRQ7IRQ2：中断请求信号 DACK3DACK0：DMA响应信号 RESET：系统复位信号。,IOCH RDYI/O通道准备好 IOCHCKI/O通道校验,OSC: 振荡信号；CLK: 时钟信号 +5V、-5V；+12V、-12V；GND,八、常用系统总线- ISA总线,1. ISA总线简介 ISA总线（Industry Standard Architecture）1984年由Intel、IEEE和EISA集团联合开发工业标准体系结构总线。 2. ISA总线的特点： (1) 支持64KB的I/O地址空间、24位存储器地址空间、8/16位数据存取、15级硬件中断、7个DMA通道等。 (2) 16位ISA总线是一种多主控（Multi Master）总线，可通过系统总线扩充槽中的信号线实现。 (3) 支持8种类型的总线周期，分别为8/16位的存储器读/写周期、8/16位的I/O读/写周期、中断请求和中断响应周期、DMA周期、存储器刷新周期和总线仲裁周期。,16位/8位总线，用于286P4 数据宽度=16位，总线频率=8MHz，数据传输率=16MB/S,ISA总线的信号线,ISA总线的信号线（续）,九、常用系统总线- PCI总线,PCI (Peripheral Component Interconnect)总线 1.简介 2.特点 3.信号线,十、常用外部总线-RS-232总线,RS-232总线是由EIA（美国电子工业联合会）与Bell公司一起开发的协议，已被广泛应用于微机与微机之间、微机与外部设备之间的数据通信。 RS-232的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。RS-232总线的详细内容请参阅第12章。,十一、常用外部总线-IEEE 1394,IEEE1394简介： IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准，中文译名为火线接口（firewire）。 2.IEEE1394主要特点： 优越的实时性； 连接方便，支持热插拔、即插即用功能； 总线直接提供电源； 通用性强。 3. IEEE1394总线的接口信号：,十二、常用外部总线- USB总线,1. USB总线简介： USB（Universal Serial Bus）通用串行总线是一种新型的外设接口标准，采用通用连接器和自动配置及热插拔技术和相应的软件,实现资源共享和外设的