吉林大学内部绝密资料chp2=20120323

1、23456CPU主存主存设备适设备适配器配器设备适设备适配器配器系统总线系统总线CPU主存主存I/O适配器适配器I/O适配器适配器系统总线系统总线存储总线存储总线CPU主存主存I/O适配器适配器I/O适配器适配器系统总线系统总线存储总线存储总线IOP(通道通道)I/O总线总线789CPU存储器磁盘控制器打印机控制器其它控制器磁盘驱动器打印机系统总线总线系统总线系统 总线型I/O系统结构 10PCI总线插槽AGP插槽ISA总线插槽11 1. ISA和和EISA总线总线 1) ISA(Industry Standard Architecture)总线 这是为了1984年推出的80286型微机而设计

2、的总线结构。 其总线的带宽为8位，最高传输速率为2 Mb/s。之后不久又推出了16位的(EISA)总线，其最高传输速率为8 Mb/s，后又升至16 Mb/s， 能连接12台设备。 2) EISA(Extended ISA)总线 到80年代末期，ISA总线已难于满足带宽和传输速率的要求， 于是人们又开发出扩展ISA(EISA)总线，其带宽为32位，总线的传输速率高达32 Mb/s，同样可以连接12台外部设备。 122. 局部总线局部总线(Local Bus) 局部总线，将多媒体卡、网卡、图形卡等从ISA总线分离出来，通过局部总线控制器直接接到CPU总线上，使之余高速CPU总线相匹配，而打印机等低

3、速设备仍挂在ISA总线上。1）VESA(Video Electronic Standard Association)总线 带宽32位，最高传输速度132Mb/s，广泛用于486，连接设备数少，仅2-4台，无缓冲。2）PCI(Peripheral Component Interface)总线 支持64位系统，在CPU与外设间插入复杂管理层，有数据缓冲，最多能支持10种外设，能与高时钟频率的CPU配合。3) PCI-E(PCI Express) 总线13PCI-E(PCI Express) 总线总线2001年Intel正式公布了第三代I/O技术，称之为第三代I/O总线技术(3rd Generati

4、on I/O，3GIO)，即：PCI Express总线规范。2002年4月17日，AWG正式宣布3GIO 1.0规范草稿制定完毕；2003年Intel正式公布了PCI Express的产品开发计划，PCI Express最终走向应用。PCI Express总线是一种完全不同于过去PCI总线的一种全新总线规范，与PCI总线共享并行架构相比，PCI Express总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每一个PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而对于过去PCI那种共享总线方式，PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦PCI总线上挂接

5、的设备增多，每个设备的实际传输速率就会下降，性能得不到保证。现在，PCI Express以点对点的方式处理通信，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对于其他设备这个通道是封闭的，这样的操作保证了通道的专有性，避免其他设备的干扰。14北桥南桥Pentiumu主板总线结构15CPU低速设备桥数据高速总线存储器高速设备键盘低速总线16ReturnReturn171819串行接口串行接口1(COM1)串行接口串行接口2(COM2)集成声卡集成声卡SPK,OUT,INUSB(两个两个)鼠标鼠标(PS/2)键盘键盘并行接口并行接口集成声卡集成声卡游戏杆游戏杆/MIDI201 1 0 1 0

6、 1 1 0 58个数据位个数据位停止位停止位起始位起始位211. 1. 串行接口标准简介（续）串行接口标准简介（续）数 据 传 输 距 离 小 于 1 5 米 时 ， 可 在 D T E（DataTerminalEquipment）之间直接通过RS-232-C连线而无须Modem，最简单情况只要使用3条信号线就能进行全双工通信，各种接线方式如右图所示。22接接PC机机接打印机接打印机打印机打印机电缆插座电缆插座232. 数据传输的同步 数据传输必须同步，以解决接收方在接收到的源源不断的数据流中如何正确区分发送方发送来的每一个代码，正确完成传输任务。并行传输因其距离进，收发双方可用同一频率时钟

7、进行发送和接收，或增加一根或几根状态控制线（称握手信号线）进行联络，协调收发双方，保证数据代码正确传输。在计算机和通信设备内部，不少部件之间都设有专门的握手信号线。 在串行通信中，一般不设握手信号线，因此，必须在传输的数据编码中解决同步问题。为了正确识别代码和恢复报文，收发双方必须区分出： 每个比特，即每个二进位； 每个代码（如ASCII字符），即区分出每个代码的 起始位和结束位； 完整的报文数据块，即数据帧的开始和结束。上述三个问题分别是位同步、字符同步和帧同步。 数据串行传输有异步传输和同步传输之分。采用异步传输方式，发送和接收设备的时钟是异步的；采用同步传输方式，收发的时钟是同步的。同步

8、传输具有较高的传输效率和速率。 242. 数据传输的同步（续） 异步传输异步传输异步传输每个字符前后分别加上起始位和停止位，表示一个字符的开始和结束，实现字符同步。起始位为“0”，长度为一个二进数据位(bit)的持续时间；停止位为“1”，长度为1、1.5或2个二进数据位的持续时间；字符的数据位可为5、6、7或8位；数据位后停止位前可以设置一位奇偶校验位，也可没有校验位。异步传输如下图所示。 传输时每一位宽度（占用的时间长度）由收发双方编程约定，保持不变，从而实现字符内的位同步。每位传输时间的倒数称波特率。字符之间的间距（时间间隔）是任意的，所以传输一帧的时间是不定的，靠传送特殊字符来表示一帧的

9、开始和结束，实现帧同步。异步传输收发之间无须传送定时信号，实现简单。缺点是每个字符都要加上起始位和停止位，传输效率低；而且收发双方时钟未严格同步，故通信时钟频率不能过高（否则一个字符传输时间内，收发时钟差异积累若达半个数据位宽就将使传输的字符出错），因而速度低，常用于低速数据传输。 252. 数据传输的同步（续）同步传输同步传输同步传输时收发双方的时钟完全相同，时钟与传输的每一位严格对应，保持位同步；字符间顺序相连，没有间隙也没有插入位，在位同步的基础上靠完全相同的收发时钟和收发顺序来达到字符同步；在一帧字符前后有帧同步字符（或外加同步脉冲）和帧终止字符，实现帧同步；帧与帧之间是空白字符。同步

10、传输如下图所示。要做到收发时钟完全相同，近距离传输时可加一条时钟信号线，用同一时钟发生器驱动发送和接收设备；远距离传输时可通过编码技术（如曼彻斯特编码等）将发送时钟信息附加到数据流中，用一条信号线传输之，接收端用锁相技术从数据流中提取时钟信号，得到同发送端在频率和相位上完全相同的接收时钟。同步传输较为复杂，但节省传输时间，具有较高的传输速率和效率。 26272829表表16-1 USB缆线的信号与颜色缆线的信号与颜色 30 USB主机主机USB低速低速设备设备USB数据线数据线+5VD+D-15千欧千欧1.5千欧千欧VccD+D-地地15千欧千欧USB主机主机USB全速全速设备设备USB数据线数据线+5VD+D-15千欧千欧1.5千欧千欧VccD+D-地地15千欧千欧313233中中央央仲仲裁裁器器部件部件/设备设备部件部件/设备设备部件部件/设备设备DBABBSBRBG总线授权总线授权总线请求总线请求总线忙总线忙ReturnReturn34BR中中央