微机原理总线及其接口

第7章总线及总线接口第一页，共21页。第7章总线及总线接口教学重点总线的类型第二页，共21页。7.1总线概述定义所谓总线〔Bus〕，是指可以由多个信息处理单元〔设备〕所共享的信息通道。形式印制电路板导线，总线接口接口形式：插槽和插卡，插头和插座第三页，共21页。微机系统采用总线构造。系统中主要部件通过系统总线互相连接、实现数据传输，并使微机系统具有组态灵敏、易于扩展等诸多优点广泛应用的总线都实现了标准化，便于互连各个部件时遵循共同的总线标准。接口的任一方只需要根据总线标准的要求来实现和完成接口的功能，而不必理解对方的工作方式第四页，共21页。总线上的设备与使用特点主设备〔MasterDevice〕能控制总线完成数据传送的设备，如微处理器、DMAC、DRAM刷新电路从设备〔SlaveDevice〕在主设备控制下被动完成数据传送的设备，如M，I/O等。使用特点：⑴在某一时刻，只能由一个主设备控制总线，其他主设备此时可作为从设备出现⑵在某一时刻，只能有一个设备向总线上发送数据，但可以有多个设备从总线上接收数据第五页，共21页。总线的分类按传输特点分类： 并行总线、串行总线〔都有同步和异步两种传输方式P174〕按使用范围分类： 片内总线芯片级总线：SPI〔SerialPeripheralInterface〕I2C〔InterIC〕1-Wire总线板级总线：PC总线、ISA、PCI、工业用STD 设备总线：负责主机和外设通信，如USB、RS232、RS485互连总线：计算机系统之间，如CAN〔ControllerAreaNetwork〕，属于现场总线〔Fieldbus〕范畴 第六页，共21页。系统〔全局〕总线：System〔Global〕Bus：沟通所有设备部分总线：LocalBusISA总线在80286时代是全局总线，但在80486之后，只支持低速设备，成为部分总线按信号属性分类： 数据总线、地址总线、控制总线第七页，共21页。总线操作、总线周期和总线时序总线设备通过总线这个公共的信息通道完成一些特定的操作，这些操作统称为总线操作。总线操作所需的时间称为总线周期。总线周期中各总线信号的定时和关联构成总线时序第八页，共21页。总线的技术指标总线数据宽度工作时钟传输速率：最为关键，通过带宽〔Bandwidth〕来描绘，单位是B/s或bps负载才能支持工作形式SDRAM，每周期一次；DDRSDRAM，每周期两次，成组传送形式〔BurstModel〕只在第一周期费时。传送速率与总线数据宽度、工作时钟和工作形式等都有关系，总线宽度的计算公式为：

带宽(B/s)=总线宽度/8×单位时间平均传送次数第九页，共21页。总线的标准化标准：某一组织制定、推荐业界遵照执行的标准总线标准内容：机械构造、引脚功能定义、电气标准、通信协议等好处：系统配置灵敏，有利于组织大规模专业化消费〔P177〕重要的标准化组织〔P177〕第十页，共21页。IEC/国际电工协会

InternationalElectrotechnicalCommission

CE/欧洲标准委员会

CEmarking

ITU/国际电信联盟

InternationalTelecommunicationUnion

IEEE/美国电子电机工程师协会

InstituteofElectricalandElectronicsEngineersISO/国际标准化组织

InternationalOrganizationforStandardization第十一页，共21页。ANSI/美国标准协会

AmericanNationalStandardsInstituteCNS/中国国家标准目录CNLA/中国国家实验室认证体系第十二页，共21页。PC机上的总线PCI总线ISA总线USB总线第十三页，共21页。第十四页，共21页。内存总线(内存插槽〕，早期没有，后来CPU速度提升很快，内存〔DRAM〕的控制由存储器控制器负责。目前常用，240线DDR2-SDRAM，数据带宽到达1066MB/s；已有DDR3，数据带宽到达1800MB/s金士顿2GDDR2800〔240pins〕115元第十五页，共21页。AGP〔AcceleratedGraphicsPort〕总线，Intel1996推出，是扩展的PCI总线，专门连接显卡，可明显加快三维图形和游戏软件的显示速度。工作频率66.6MHz，传输速率达2133MB/s。第十六页，共21页。7.4微机系统的外部总线和接口PS/2接口，连接鼠标和键盘传统的串行接口COM、并行打印机接口LPT硬盘设备标准接口ATA〔AdvancedTechnologyAttachment/IDE:IntergratedDriveElectronics)接口第十七页，共21页。第十八页，共21页。SCSI〔SmallComputerSmallInterface〕总线，占用资源少，智能化程度高，价格高，用于效劳器、工作站等场合。通用串行总线USB(UniversalSerialBus〕接口IEEE1394串行总线接口，两个IEEE1394设备可以点对点连接，无须计算机参与，多用于家电行业IEEE488总线，并