北邮信通院微机原理第五章

1、BUPT 第五章 微机总线主要内容主要内容n微机总线基本概念微机总线基本概念n总线仲裁和总线握手总线仲裁和总线握手n常用微机总线（标准）常用微机总线（标准）2 2学时学时BUPT 5.1 概述微机系统采用微机系统采用总线结构总线结构。系统中主要部件通。系统中主要部件通过系统总线相互连接、实现数据传输过系统总线相互连接、实现数据传输.总线：是指计算机中传送信息的一组通讯线，总线：是指计算机中传送信息的一组通讯线，它将各部件连接成一个整体。它将各部件连接成一个整体。总线可以按其性质、功能和层次位置分类。总线可以按其性质、功能和层次位置分类。BUPT 5.1 总线概述BUPT 5.1 概述总线分类总

2、线分类1、按传输信号的性质分类、按传输信号的性质分类 总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组：总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组： 数据总线，一般情况下是双向总线；数据总线，一般情况下是双向总线； 地址总线，单向总线，是微处理器或其他主设备地址总线，单向总线，是微处理器或其他主设备发出的地址信号线；发出的地址信号线； 控制总线，微处理器与存储器或接口等之间控制控制总线，微处理器与存储器或接口等之间控制信号。通常这部份线的含义和特性最复杂信号。通常这部份线的含义和特性最复杂.BUPT 5.1 概述2、按信号的功能分类、按信号的功能分类 基本信息总线，包括地址线、数据线及内存和基本信息总线

3、，包括地址线、数据线及内存和I/O的读写控制信号线等。的读写控制信号线等。 数据握手总线，又称联络总线，是控制启动和停数据握手总线，又称联络总线，是控制启动和停止总线操作、实现数据传送同步的信号线，是止总线操作、实现数据传送同步的信号线，是为保证总线上能容纳各种存取速度的设备而设为保证总线上能容纳各种存取速度的设备而设计的信号线。计的信号线。 判决总线，包括总线判决（总线请求、总线判决总线，包括总线判决（总线请求、总线 确认线）和中断判决线（中断请求线、中断响应确认线）和中断判决线（中断请求线、中断响应 线）等。线）等。BUPT 5.1 概述3、按照层次位置分类、按照层次位置分类 片内总线：片

4、内总线位于微处理器或片内总线：片内总线位于微处理器或I/O芯片内部。芯片内部。例如例如CPU芯片中的内部总线，它是芯片中的内部总线，它是ALU单元和控制器等之间的信单元和控制器等之间的信息通路。息通路。 片总线（元件级总线、芯片总线）：片总线（元件级总线、芯片总线）：在印刷电路板上连接各在印刷电路板上连接各芯片之间的公共通路（如微机主板上连接各芯片的总线）。芯片之间的公共通路（如微机主板上连接各芯片的总线）。 系统总线（内总线、板级总线）：系统总线（内总线、板级总线）：微机系统内部连接各个功微机系统内部连接各个功能模块的总线，主要能模块的总线，主要用于微机系统中各插件板之间的信息传用于微机系统

5、中各插件板之间的信息传输。输。 外部总线（设备总线、通信总线）：用于系统之间的连接，外部总线（设备总线、通信总线）：用于系统之间的连接，如微机、与外设或仪器之间的连接。如通用串行总线如微机、与外设或仪器之间的连接。如通用串行总线RS-232C、智能仪表总线、智能仪表总线IEEE-488、并行打印机总线、并行打印机总线Centronics、并行外部设备总线、并行外部设备总线SCSI和通用串行总线和通用串行总线USB。一般计算机用户接触比较多的是系统总线和外部总线。本章一般计算机用户接触比较多的是系统总线和外部总线。本章主要讨论主要讨论系统总线系统总线。BUPT 5.1 概述 系统总线的主要性能指

6、标系统总线的主要性能指标 n总线宽度总线宽度：系统总线的数据线的数目。早期系统总线的数据线的数目。早期只有只有8 8位或位或1616位，现在都是位，现在都是3232位或位或6464位。总线位。总线宽度越宽，同时传输的数据就越多，吞吐量宽度越宽，同时传输的数据就越多，吞吐量就越大。就越大。n总线时钟频率总线时钟频率：总线传输需要在时钟控制下进行。总线传输需要在时钟控制下进行。时钟频率越高，每秒在每条数据线上传输的信息就时钟频率越高，每秒在每条数据线上传输的信息就越多。时钟频率的单位为越多。时钟频率的单位为MHzMHz。（有时以总线传输率。（有时以总线传输率作为指标，单位是作为指标，单位是Mbit

7、/sMbit/s，是指每秒在一条数据线，是指每秒在一条数据线上传输的数据量，数值上和时钟频率相同）。上传输的数据量，数值上和时钟频率相同）。BUPT系统总线的主要性能指标n总线带宽总线带宽：总线所有数据线每秒可以传输的数据总线所有数据线每秒可以传输的数据量，也就是最大传输率。单位为量，也就是最大传输率。单位为MB/sMB/s。前三个指标之间的关系：前三个指标之间的关系：总线带宽总线带宽= = 总线宽度总线宽度总线时钟频率总线时钟频率/8/8单位是单位是MB/sMB/s。n总线电源电压总线电源电压：早期总线单元电压为早期总线单元电压为5V5V。现在随。现在随着总线性能的提高，单元电压趋于降低，有

8、使用着总线性能的提高，单元电压趋于降低，有使用3.3V3.3V，甚至，甚至2.2V2.2V的电源电压。的电源电压。BUPT 总线的体系结构1、单总线结构、单总线结构在微型计算机中只有一种总线，所有部件，包在微型计算机中只有一种总线，所有部件，包括括CPUCPU、存储器、外部设备的接口等，都连接到同一、存储器、外部设备的接口等，都连接到同一种总线。种总线。 优点：简单。增加优点：简单。增加和减少部件都很容和减少部件都很容易，便于系统的扩易，便于系统的扩充。充。缺点：对于所有的缺点：对于所有的部件都使用相同的部件都使用相同的传输速度。传输速度。 BUPT 总线的体系结构2、双总线结构双总线结构：系

9、统总线系统总线+ +局部总线局部总线 将一些需要高速数据传输的外设如网络适配器、将一些需要高速数据传输的外设如网络适配器、GUIGUI图形板、多媒体接口等，直接通过局部总线与图形板、多媒体接口等，直接通过局部总线与CPUCPU相连，使之与高速相连，使之与高速CPUCPU相匹配。相匹配。 BUPT 总线的体系结构3、多总线结构多总线结构：具有三种以上总线的结构具有三种以上总线的结构 多总线结构可以有多种不同的情况：多总线结构可以有多种不同的情况：n可以是同一种总线的重复可以是同一种总线的重复。例如，采用例如，采用PCIPCI总线的系总线的系统，由于直接连接到统，由于直接连接到PCIPCI总线的设

10、备数是有限制的，总线的设备数是有限制的，如果需要连接的设备很多，可以采用多层如果需要连接的设备很多，可以采用多层PCIPCI总线。总线。n可以是多种不同类型的总线结合在一个系统里可以是多种不同类型的总线结合在一个系统里。下图下图就是既有就是既有PCIPCI总线，又有总线，又有ISAISA总线的系统。需要不同总总线的系统。需要不同总线性能的外部设备可以分别连接到线性能的外部设备可以分别连接到PCIPCI总线或者总线或者ISAISA总总线。线。BUPT 总线的体系结构BUPT 总线的体系结构现代微型计算机都是多总线结构，下图现代微型计算机都是多总线结构，下图是采用是采用Pentium4处理器的多总

11、线结构：处理器的多总线结构： BUPT 采用总线结构的优点n简化结构，降低成本简化结构，降低成本：部件之间的连接线减少许：部件之间的连接线减少许多、结构简单、成本降低、可靠性也提高了。多、结构简单、成本降低、可靠性也提高了。n统一标准，便于制造统一标准，便于制造：采用总线结构，指定总线：采用总线结构，指定总线标准，可以推进计算机部件制造的标准化。只要标准，可以推进计算机部件制造的标准化。只要符合总线标准的产品，不论是哪个厂家生产的，符合总线标准的产品，不论是哪个厂家生产的，都可以选择使用。都可以选择使用。n扩充灵活，方便使用扩充灵活，方便使用：外部设备的增加和减少都：外部设备的增加和减少都十分

12、方便，只是一些接口板的插拔。用户可以根十分方便，只是一些接口板的插拔。用户可以根据自己的需要，选择使用外部设备。据自己的需要，选择使用外部设备。BUPT 采用总线结构的缺点n部件传输的分时性部件传输的分时性：任何时刻，只能一个部件向：任何时刻，只能一个部件向总线发送信息（可以允许多个部件同时接受相同总线发送信息（可以允许多个部件同时接受相同的信息）。不同部件之间的传输只能分时进行。的信息）。不同部件之间的传输只能分时进行。这种总线传输的分时性限制了微型计算机操作的这种总线传输的分时性限制了微型计算机操作的并发性。并发性。n传输控制的复杂性传输控制的复杂性：总线上的模块的性能差别很：总线上的模块

13、的性能差别很大，但都要在统一的时钟控制下工作，如何协调，大，但都要在统一的时钟控制下工作，如何协调，是必须解决的问题，这就是将要讨论的是必须解决的问题，这就是将要讨论的总线握手总线握手。n总线的竞争问题总线的竞争问题：总线上的设备都有可能向总线：总线上的设备都有可能向总线发送信息，如果几个模块同时发送信息，冲突就发送信息，如果几个模块同时发送信息，冲突就会发生，必须解决不同模块对于总线的竞争，避会发生，必须解决不同模块对于总线的竞争，避免冲突的发生。这就是将要讨论的免冲突的发生。这就是将要讨论的总线仲裁总线仲裁。BUPT5.2 8086最大模式总线信号的形成 n8088最大模式下的总线信号是最

14、大模式下的总线信号是PC总线的主总线的主要组成部分。要组成部分。PC总线是最简单的总线标准。总线是最简单的总线标准。它也是它也是ISA总线的主要组成部分。了解总线的主要组成部分。了解PC总总线可以了解最基本的总线信号有哪些。线可以了解最基本的总线信号有哪些。BUPT5.2 8088最大模式总线信号的形成BUPT5.2 8088最大模式总线信号的形成nPC总线总线 n地址线：地址线：20条，条，A0A19，寻址空间是，寻址空间是1MB。n数据线：数据线：8条，条，D0D7n读写控制线：存储器写控制信号、存储器读控制信号、读写控制线：存储器写控制信号、存储器读控制信号、I/O写控制信写控制信号、号

15、、I/O读控制信号、读控制信号、I/O CH RDY：通道就绪信号：通道就绪信号nPC总线共有总线共有62条信号线，条信号线，A、B两面各有两面各有31条信号线。条信号线。nALE：地址锁存信号。：地址锁存信号。n中断控制线：中断控制线：IRQ2IRQ7：中断请求信号；：中断请求信号；nDMA控制线：控制线：DRQ1DRQ3：DMA请求信号，请求信号， DMA应答信号。应答信号。nAEN：地址允许信号，在进行：地址允许信号，在进行DMA操作时，操作时，AEN为高电平，只有在为高电平，只有在AEN是低电平时，才可以进行一般的是低电平时，才可以进行一般的I/O操作；操作；nT/C：终止：终止DMA

16、计数，标识一个通道计数，标识一个通道DMA操作的结束。操作的结束。n其他控制线例如时钟输入、振荡器输出、复位驱动，电源和地，等。其他控制线例如时钟输入、振荡器输出、复位驱动，电源和地，等。 0DACK3DACKBUPT 5.3 总线仲裁和握手技术总线仲裁和总线握手是在总线传输过程中的两个总线仲裁和总线握手是在总线传输过程中的两个主要问题主要问题 。连接到总线上的设备对于总线的控制能力是不一连接到总线上的设备对于总线的控制能力是不一样的。样的。 发起和控制总线数据传输的设备发起和控制总线数据传输的设备称为称为总线主设备总线主设备 （如（如CPU、DMA控制器等）。控制器等）。接受主设备的要求，并

17、在主设备的控制下，接收接受主设备的要求，并在主设备的控制下，接收主设备传送过来的数据（或者把数据传送给主设主设备传送过来的数据（或者把数据传送给主设备）的设备备）的设备称为称为总线从设备总线从设备 （如（如RAM模块）。模块）。BUPT 总线仲裁总线仲裁的目的是防止因为多个主设备同时传输总线仲裁的目的是防止因为多个主设备同时传输数据而产生的冲突。数据而产生的冲突。 当总线上有多个总线主设备并且同时要求控制总当总线上有多个总线主设备并且同时要求控制总线时，须决定将总线控制权交给哪一个主设备。线时，须决定将总线控制权交给哪一个主设备。也即裁决哪个主设备可以控制总线。也即裁决哪个主设备可以控制总线。

18、取决于总线类型的不同，总线仲裁的方法可以有取决于总线类型的不同，总线仲裁的方法可以有多种不同的方法。基本的处理方法，是由多种不同的方法。基本的处理方法，是由总线仲总线仲裁器裁器来裁决哪个主设备可以控制总线。来裁决哪个主设备可以控制总线。有时候，总线仲裁也称为总线判定。有时候，总线仲裁也称为总线判定。 BUPT 总线仲裁实现方法举例BRBR：“总线请求总线请求”信号；信号；BGBG：总线仲裁器发出的：总线仲裁器发出的“总线响应总线响应”信号。信号。BBBB：“总线示忙总线示忙”信号，当仲裁器把总线控制权交给一信号，当仲裁器把总线控制权交给一个总线主设备后，就发出该个总线主设备后，就发出该“忙忙”

19、信号，标识总线已经被占用。信号，标识总线已经被占用。主设备在请求控制总线前，先测试主设备在请求控制总线前，先测试BBBB信号，如果信号，如果“忙忙”，就推，就推迟请求控制和使用总线。迟请求控制和使用总线。BUPT5.3 总线仲裁和握手技术主设备在请求控制总线前，先测试BB信号 如果BB显示不忙，发出BR信号，请求占用总线仲裁器 发出BG信号，表示同意使用总线的请求仲裁器 将BB信号改为“忙”，标识总线已经被占用。 BUPT总线优先级仲裁算法须满足的要求总线优先级仲裁算法须满足的要求 每一时刻只能有一个设备作为总线主控器；每一时刻只能有一个设备作为总线主控器；先请求者先响应，且在一个总线操作周期

20、之内不先请求者先响应，且在一个总线操作周期之内不被打断；被打断；同一时刻有几个设备发出请求时，按优先级排序同一时刻有几个设备发出请求时，按优先级排序响应。响应。BUPT 总线握手总线上的主设备和从设备在工作速度上可以有较总线上的主设备和从设备在工作速度上可以有较大的差别。如果主设备发送数据的速度快，从设大的差别。如果主设备发送数据的速度快，从设备接收数据的速度慢，就会造成数据的丢失。因备接收数据的速度慢，就会造成数据的丢失。因此，必须对于总线的数据传输进行控制（通过此，必须对于总线的数据传输进行控制（通过总总线握手线握手的方式实现）。的方式实现）。总线握手的基本方式有：同步方式、异步方式和总线

21、握手的基本方式有：同步方式、异步方式和半同步方式。半同步方式。 BUPT总线握手 - 同步方式采用同步传输控制方式的总线称为同步总线。采用同步传输控制方式的总线称为同步总线。采用同步方式时，发送地址和数据的时间是固定采用同步方式时，发送地址和数据的时间是固定的，总线主、从设备严格按照一定的时序进行数的，总线主、从设备严格按照一定的时序进行数据的读写操作（据的读写操作（8088/8086CPU的基本时序就是采的基本时序就是采用同步传输控制方式用同步传输控制方式 ：例如总线读周期例如总线读周期 ）。）。主、从设备在同一时钟的控制下进行传送，一般主、从设备在同一时钟的控制下进行传送，一般要求总线的主

22、、从设备的工作速度基本一致。要求总线的主、从设备的工作速度基本一致。当总线的主、从设备工作速度不一致的时候，系当总线的主、从设备工作速度不一致的时候，系统时钟的速率要按速度低的设备来调整。统时钟的速率要按速度低的设备来调整。同步方式的适应能力差，特别是在不同的总线设同步方式的适应能力差，特别是在不同的总线设备具有不同工作速度的时候，不便于使用。备具有不同工作速度的时候，不便于使用。 BUPT 同步方式T4T3T2T1ALECLKA19/S6A16/S3A15A8AD7AD0A15A8A7A0输入数据输入数据A19A16S6S3READY（高电平）（高电平）IO/MRD锁存地址数据必需在这之前放

23、上数据线进入时有效BUPT总线握手 异步方式没有统一的时钟，总线主设备和从设备可以具有不同的工没有统一的时钟，总线主设备和从设备可以具有不同的工作速度。作速度。在主、从设备之间增加了一条请求线在主、从设备之间增加了一条请求线ReqReq，一条应答线，一条应答线AckAck。也即采用请求也即采用请求- -应答的握手方式，来进行传输控制。应答的握手方式，来进行传输控制。异步方式又可以分为非互锁方式和互锁方式。异步方式又可以分为非互锁方式和互锁方式。非互锁方式非互锁方式：首先是主设备发出：首先是主设备发出ReqReq信号，从设备收到后，信号，从设备收到后，发出发出AckAck信号，表示应答，然后就开

24、始数据传输。信号，表示应答，然后就开始数据传输。互锁方式互锁方式：主设备发出：主设备发出ReqReq信号，从设备收到后，发出信号，从设备收到后，发出AckAck信号，表示应答；主设备在收到应答信号，表示应答；主设备在收到应答AckAck后，通过改变后，通过改变ReqReq信号的值，向从设备表示收到应答信号信号的值，向从设备表示收到应答信号AckAck。从设备在收。从设备在收到主设备肯定收到到主设备肯定收到AckAck的消息后，停止的消息后，停止AckAck的发送。等到双的发送。等到双方互相确认都已经准备好以后，才开始数据收发过程。方互相确认都已经准备好以后，才开始数据收发过程。异步方式可以适应

25、工作速度差别很大的总线主、从设备的异步方式可以适应工作速度差别很大的总线主、从设备的通信，灵活性较高。通信，灵活性较高。 BUPT 异步方式主设备主设备REQ从设备从设备ACK非互锁方式互锁方式主设备主设备REQ从设备从设备ACKBUPT总线握手 半同步方式类似于同步方式，有统一的时钟，但是增加了一类似于同步方式，有统一的时钟，但是增加了一条条WAITWAIT信号线。信号线。主设备在接收数据前，先检测主设备在接收数据前，先检测WAITWAIT信号线。如果信号线。如果WAITWAIT信号是有效电平，则意味着需要等待，其将信号是有效电平，则意味着需要等待，其将继续在下一个时钟周期检测继续在下一个时

26、钟周期检测WAITWAIT信号，一直到信号，一直到WAITWAIT信号为无效电平时，才开始正式的数据传输。信号为无效电平时，才开始正式的数据传输。半同步方式比同步方式增加了灵活性，对于主、半同步方式比同步方式增加了灵活性，对于主、从设备工作速度的不一致有一定的适应能力。从设备工作速度的不一致有一定的适应能力。8088/80868088/8086时序中的时序中的READYREADY相当于相当于WAITWAIT信号。信号。READYREADY等于高电平表示等于高电平表示“准备好准备好”不需要等待。不需要等待。反之，反之，READYREADY信号等低电平时，需要增加等待周信号等低电平时，需要增加等待

27、周期。期。BUPTCLKT1T2T3、TWT4M/IOA19/S6-A16/S3A19-A16/BHE/S7/BHES7-S3ALEREADYAD15-AD0地址输出数据输出/WRDT/R/DEN半同步方式BUPT5.4 常用微机总线一、一、ISA 工业标准总线工业标准总线ISA是工业标准体系结构是工业标准体系结构(Industrial Standard Architecture)的缩写的缩写.18位位ISA总线总线主要用在早期的主要用在早期的IBM PC/XT计算机的底板上。常称为计算机的底板上。常称为IBM PC总线或总线或PC/XT总线。总线。n有有62条信号线，用双列插槽连接，分条信号

28、线，用双列插槽连接，分A面（元件面）和面（元件面）和B面（焊接面面（焊接面), 引脚间隔为引脚间隔为2.54mmn实际上是实际上是8088 CPU核心电路总线的扩充和重新驱动核心电路总线的扩充和重新驱动n与最大组态下的与最大组态下的8088总线相似总线相似BUPT 引脚：引脚：nD0D7nA0A19nALE: 地址锁存允许地址锁存允许nMEMR: 存储器读存储器读nMEMW: 存储器写存储器写nIOR: I/O读读nIOW: I/O写写nI/O CH RDY: I/O通道准备好通道准备好nI/O CH : 通道检测通道检测 NMInAEN：地址允许，高有效，由：地址允许，高有效，由DMAC发出

29、，指示正处于发出，指示正处于DMA总线周期总线周期AEN用于用于I/O端口译码端口译码 器的控制（此器的控制（此时时AEN需为低）需为低）nBUPT216位位ISA总线总线1984年年IBM公司推出公司推出286机（机（AT机）时，机）时，将原来将原来8位的位的ISA总线扩展为总线扩展为16位的位的ISA总线，总线，它保持原来它保持原来8位位ISA总线的总线的62个引脚信号，以个引脚信号，以便原先的便原先的8位位ISA总线适配器板可以插在总线适配器板可以插在AT机的插槽上。同时为使数据总线扩展到机的插槽上。同时为使数据总线扩展到16位，位，地址总线扩展到地址总线扩展到24位，而增加一个延伸的位

30、，而增加一个延伸的36引脚插槽引脚插槽 .5.4 常用微机总线BUPT在在16位位ISA总线中，新增加的信号总线中，新增加的信号:地址线高位地址线高位A20A23，使原来的，使原来的1M字节的寻址范围扩大到字节的寻址范围扩大到16M字节字节 高位数据线高位数据线D8D15。增加了增加了IRQ10IRQ15中断请求输入信号中断请求输入信号 许多制造商纷纷开发这种基于许多制造商纷纷开发这种基于1616位位ISAISA总线的兼总线的兼容机，因而形成当时的工业标准体系结构容机，因而形成当时的工业标准体系结构ISAISA。1616位位ISA ISA 总线能实现总线能实现1 1位数据传送，寻址能力达位数据

31、传送，寻址能力达16MB16MB，工作频率为，工作频率为8MHz8MHz。数据传输率最高可达。数据传输率最高可达8MB/s8MB/s。 5.3 常用微机总线BUPT二、二、EISA总线（总线（Extended ISA） 1988年年9月月COMPAQ公司联合公司联合HP，AST，AT&T，TANDY，NEC等等9家计算机公司，宣布研制一种新家计算机公司，宣布研制一种新的总线标准，这种总线与的总线标准，这种总线与ISA结构完全兼容。结构完全兼容。 EISA总线出现在总线出现在32位微机中，具有位微机中，具有32位的数据线位的数据线，支持，支持8位、位、16位或位或32位的数据存取，支持数

32、据突发式传位的数据存取，支持数据突发式传输；输；地址线支持地址线支持32位寻址位寻址，可寻址，可寻址4GB存储空间，存储空间，也支持也支持64KB的的I/O端口寻址。端口寻址。EISA总线的数据传输总线的数据传输速率可达速率可达32MB/s。5.4 常用微机总线BUPT三、三、 VESA VL总线总线 （局部总线）（局部总线）局部总线仅仅属于一局部总线仅仅属于一个子系统，在局部总个子系统，在局部总线上挂有局部存储器线上挂有局部存储器和局部的和局部的I/O接口，接口，而系统总线上挂有全而系统总线上挂有全局的公共存储器和公局的公共存储器和公共的共的I/O接口。这样接口。这样可把很大一部分数据可把很

33、大一部分数据传输通过局部总线来传输通过局部总线来完成，减轻了系统总完成，减轻了系统总线的负担。线的负担。5.4 常用微机总线BUPTVESA总线是总线是1992年年8月由月由VESA(视频电子标准协会视频电子标准协会)公布的公布的基于基于80486CPU的的32位局部总线。位局部总线。VESA总线支持总线支持16MHz到到66MHz的时钟频率，数据宽度为的时钟频率，数据宽度为32位，可扩展到位，可扩展到64位。位。与与CPU同步工作时，总线传送速率最大为同步工作时，总线传送速率最大为132MB/s，这对，这对于需要快速响应的视频、内存及磁盘控制器等部件都可通过于需要快速响应的视频、内存及磁盘控

34、制器等部件都可通过VESA局部总线连接到局部总线连接到CPU上，使系统运行速度更快。但是上，使系统运行速度更快。但是VESA总线是一种在总线是一种在CPU总线基础上扩展而成的。这种总线总线基础上扩展而成的。这种总线使使I/O速度可随速度可随CPU的速度不断加快而加快。它是与的速度不断加快而加快。它是与CPU类类型相关的，因此开放性差，并且由于型相关的，因此开放性差，并且由于CPU总线负载能力有限。总线负载能力有限。目前目前VESA总线扩展槽只支持总线扩展槽只支持3个设备。实际是个设备。实际是VESA总线并总线并不是新标准，所有不是新标准，所有VESA卡都占用一个卡都占用一个ISA总线槽和一个总

35、线槽和一个VESA扩展槽。扩展槽。 VESA标准局部总线是面向标准局部总线是面向i486设计的，但很难与设计的，但很难与Pentium以上的以上的CPU匹配，所以现在已很少使用。匹配，所以现在已很少使用。5.4 常用微机总线BUPT四、四、 PCI总线总线 （局部总线）（局部总线）1992年初，年初，Intel联合联合IBM、Compaq、DEC、Apple等大等大公司创立了公司创立了PCI局部总线标准。局部总线标准。PCI是是“Peripheral Component Interconnect”的缩写，即外围元件互联。的缩写，即外围元件互联。是是目前用得最广泛的局部总线。目前用得最广泛的局部

36、总线。5.4 常用微机总线BUPTPCIPCI总线的引脚数总线的引脚数是是120120：包括必选：包括必选信号线信号线4949条，备条，备选信号线选信号线5151条，条，还有电源、地和还有电源、地和保留引脚保留引脚2020个。个。必选信号是必选信号是3232位位PCIPCI总线所必须具总线所必须具有的信号线，备有的信号线，备选的信号线主要选的信号线主要是扩展到是扩展到6464位位总总线后所必须的。线后所必须的。5.4 常用微机总线BUPT1、 PCI总线的特点总线的特点 高性能高性能 PCI总线的数据宽度为总线的数据宽度为32位，可扩展到位，可扩展到64位。时钟频率为位。时钟频率为3 3 M

37、H z ， 与， 与 C P U 时 钟 无 关 。 数 据 传 输时 钟 无 关 。 数 据 传 输率 可 达率 可 达132MB/S 264MB/S 。1995年推出的年推出的PCI新新标准的时钟频率为标准的时钟频率为66MHz，数据宽度为，数据宽度为64位，最位，最高数据传输率达高数据传输率达528 MB/S 。 PCI总线还支持突发工作方式，并且后面可跟总线还支持突发工作方式，并且后面可跟无限个数据周期。这意味着可以从某一地址起读无限个数据周期。这意味着可以从某一地址起读出或写入大量数据。出或写入大量数据。 5.4 常用微机总线BUPT 减少存取延迟减少存取延迟 对于支持对于支持PCI

38、总线的设备，可以减小存取延迟，能总线的设备，可以减小存取延迟，能够大幅度减少外围设备取得总线控制权所需的时间，够大幅度减少外围设备取得总线控制权所需的时间，以保证数据传输的畅通。这对以太网接口有非常重以保证数据传输的畅通。这对以太网接口有非常重要的意义。要的意义。 采用总线主控和同步操作采用总线主控和同步操作 PCI总线所具有的总线主控和同步操作功能有利于总线所具有的总线主控和同步操作功能有利于提高提高PCI总线性能。这可以使微处理器与总线性能。这可以使微处理器与PCI上总上总线主控器同时并行操作。线主控器同时并行操作。 不受处理器限制不受处理器限制 PCI总线以一种独特的中间缓冲方式独立于处

39、理器，总线以一种独特的中间缓冲方式独立于处理器，并将中央处理器子系统与外围设备分开。这样可保并将中央处理器子系统与外围设备分开。这样可保证不会因处理器技术的变化而导致其他互连外设系证不会因处理器技术的变化而导致其他互连外设系统的设计变更。统的设计变更。5.4 常用微机总线BUPT 适用于各种机型适用于各种机型 PCI总线适用于各种机型，如台式机、便携机和服总线适用于各种机型，如台式机、便携机和服务器等。务器等。 成本低成本低 PCI总线采用多路复用技术，大大减少了引线数和总线采用多路复用技术，大大减少了引线数和PCI部件，其他系统上的扩展卡也可以在部件，其他系统上的扩展卡也可以在PCI系统系统

40、上工作。上工作。 兼容性好，易于扩展兼容性好，易于扩展 PCI总线可与总线可与ISA、VESA等总线兼容。工作电压可等总线兼容。工作电压可以是以是+5V，也可以是，也可以是+3.3V。 自动配置（即插即用，自动配置（即插即用，Plug and Play） PCI总线具有即插即用功能，可以自动配置，这给总线具有即插即用功能，可以自动配置，这给用户带来极大方便。用户带来极大方便。5.4 常用微机总线BUPT五、五、AGP总线（总线（Accelerated Graphics Port） Intel公司开发的公司开发的AGP总线旨在提高图形，尤其是总线旨在提高图形，尤其是3D图形的处理图形的处理能力。

41、能力。AGP总线在主存与显示卡之间提供了一条直接通路，使总线在主存与显示卡之间提供了一条直接通路，使3D图形数据越过图形数据越过PCI总线直接送入显示系统。总线直接送入显示系统。 5.4 常用微机总线BUPT六、六、USB总线总线nUSB总线是总线是Universal Serial Bus的简称，也称为的简称，也称为“通用串通用串行总线行总线”，是一种外部总线，或者说是一种通信总线。是一种外部总线，或者说是一种通信总线。 n1994年由年由Intel公司提出公司提出USB的构想，获得的构想，获得Digital Equipment Corporation、IBM、 NEC、Microsoft、C

42、ompaq、Northern Telcom等多家公司的支持等多家公司的支持。n1995年年11月月13日制定了日制定了1.0规格版本，规定规格版本，规定USB具有具有2种种传输速度传输速度 Low-speed 1.5Mb/s，Full-speed 12Mb/s。n 2000年年4月月27日日制定了制定了2.0规格版本，规格版本，有有3种传输速度：高种传输速度：高速（速（Hi-speed） 480Mb/s，低速（，低速（Low-speed）1.5Mb/s，全速（，全速（Full-speed）12Mb/s。5.3 常用微机总线BUPT（1）接口信号接口信号线线n有有4根：其中根：其中D+、D-为信号线，传送信号，是一对双绞线；为信号线，传送信号，是一对双绞线；VBUS和和GND是电源线，提供电源。是电源线，提供电源。n连接器：由插头和插座构成，为连接器：由插头和插座构成，为A系列系列B系列两种。系列两种。A系列连系列连接器用于与主机连接（如连接接器用于与主机连接（如连接U盘的插头、插座）；盘的插头、插座）；B系列系列连接器用于与设备连接（如连接到移动硬盘的连接器用于与设备连接（如连接到移动硬盘的USB口）。口）。USB总线的基本特性总线的基本特性 BUPT（2）可支持高速传输可支持高速传