处理器总线时序和系统总线课件1

处理器总线时序

和系统总线5.1处理器总线引脚的记忆方法对引脚按数据、地址、控制三大功能归类；按引脚英文名称记忆引脚功能；在不同组态的应用中记忆；8086引脚

（1）地址/数据总线AD15~AD0（双向、三态）（2）地址/状态线A19/S6~A16/S3（输出、三态）（3）控制总线最大组态主要由总线控制器8288形成。（4）电源线VCC和地线GND

8086的引脚当33脚（MN/MX）接＋5V时，CPU处于最小工作方式。当33脚（MN/MX）接地时，CPU处于最大工作方式。最小组态

用于单个微处理器组成的系统，由8086产生系统所需的全部控制信号。

最大组态

用于多处理器系统中，8086不直接提供控制信号。5.1.18086微处理器的引脚功能1、8086的两种组态8086最小方式典型系统结构当33脚（MN/MX）接＋5V时，CPU处于最小工作方式。M/-IO——M/-IO引脚用于区别CPU访问的是存储器还是I/O端口。DT/-R——数据发送/接收信号（datatransmit/receive）表明微处理器数据总线是发送数据（DT/R＝1）还是接收数据（DT/R＝o）。SS0——该信号与M/-IO和DT/-R一起用来指示当前总线的操作周期。-WR（writeLine）——写控制，用来选通将8086的数据输出到存储器或I/O设备。最小模式下8086的特殊引脚最小模式下8086的特殊引脚-DEN——数据总线允许（databusenable）用来激活外部数据总线缓冲器。HOLD——保持请求信号用来申请一次直接存储器存取（DMA）。-INTA（interruptacknowledge）——中断响应信号是对INTR输入引脚的响应。ALE（Addresslatchenable）——地址锁存允许信号表明8086的地址/数据总线包含的是地址信息，该地址可以是存储器地址也可以是I/O端口号。8086最大方式的典型系统结构5.3处理器时序5.3.18086处理器时序一、时钟周期：由计算机的主频决定（主频的倒数），用T表示，又称T状态。二、总线周期：8086/8088通过总线从存储器或I/O接口读写一个字节（或字）所用的时间称为一个总线周期。三、指令周期：CPU执行一条指令所用的时间，它可以包含若干个总线周期。四、一个总线周期至少包括4个时钟周期。T1T2T3T4T3TwT4Tw等待周期CLK总线周期1、时序的基本概念存储器的读、写操作I/O口的读、写操作中断响应操作基本总线周期8086CPU的典型时序状态READY5.4系统总线CPU就像人的大脑，主板上的芯片组则可视为人的小脑，协调着各器件的工作，总线结构就像人的神经，传递着数据和控制信息。所谓总线，是一组连接各个部件的公共通信线.总线英文为BUS。BUS原本为公共汽车的意思，既然公共汽车，自然谁都可以上去，总线沿用BUS，意思也是说任何一部件的信息都可“搭乘”BUS传送。然而，任一瞬时总线上只能出现一个部件发往另一部件的信息，这意昧着总线只能分时使用，而这是需要加以控制的，总线使用权的控制是构造系统时应考虑的重要问题。但是用户感觉不到这一点，这是设计者的事情。总线是一组物理导线，并非一根。根据总线上传送信息的不同，分为地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）。顾名思义，AB传送地址信息，DB传送数据或指令，CB用来传送控制信号。现在，微型机阶总线已经标准化。目前586微机中广泛采用的是ISA和PCI两种总线标准。5.4.1概述1.片内总线

片内总线是指在微处理机芯片内部的总线,是用来连结各功能部件的信息通路,例如CPU芯片中的内部总线,它是ALU寄存器和控制器之间的信息通路.

片内总线根据其功能又被分为地址总线、数据总线和控制总线。

这种总线是由微处理机芯片生产厂家设计的.1、总线的分类

片总线是指在印刷电路板上连接各插件的公共通路。

例如CPU及其支持芯片(南桥北桥芯片)与其局部资源（内存）之间的通道即属于主板局部总线.

2.片总线

内总线又称为系统总线,这是指模块式微处理机机箱内的底板总线，用来连接构成微处理机的各插件板卡.

它可以用来扩展某块CPU板的局部资源,如PCI、ISA等。3.内总线主板的总线结构

外总线又称为通信总线,它用于微处理机系统与系统之间、微处理机系统与外部设备,如打印机、磁盘设备或微处理机系统和仪器仪表之间的通信通道。

这种总线数据的传送方式可以是并行(如打印机)或串行。数据传送速率比内总线低。不同的应用场合有不同的总线标准。如,串行通信的EIA-RS232C总线,用于硬磁盘接口的IDE,SCIS,用于并行打印机的centronics等总线。这种总线非微处理机专,一般是利用工业领域已有的标准.4.外总线

物理特性指的是总线物理连接的方式。包括总线的根数、总线的插头、插座是什么形状的、引脚是如何排列的等。例如IBMPC/XT机的总线共62根线，分两排编号。当插件板插到槽中后，左面是B面，引脚排列顺序是B1—B31，右面是A面，引脚排列顺序是A1—A31，A面是元件面。①物理特性

功能特性描写的是这一组总线中每一根线的功能是什么。从功能上看，总线分成三组：

地址总线，数据总线和控制总线。

地址总线的宽度指明了总线能够直接访问存储器的地址范围；

数据总线的宽度指明了访问一次存储器或外部设备最多能够交换数据的位数；

控制总线一般包括CPU与外界联系的各种控制命令，如输入输出读写信号、存储器读写信号、外部设备与主机同步匹配信号、中断信号和DMA控制信号等等。②功能特性

电器特性定义每一根线上信号的传递方向、有效电平范围。

一般规定送入CPU的信号叫输入信号IN，从CPU送出的信号叫输出信号OUT。

例如XT总线的地址线A0—A19为输出线，数据线D0—D7为双向信号线，既作为数据输入线又作为数据输出线。

地址线和数据线都是高电平有效。控制线IOR#，是输入设备读信号线，低电平有效。③电气特性

时间特性定义了每根线在什么时间有效。

也就是说用户什么时间可以用总线上的信号、或者用户什么时候把信号提供给总线，CPU才能正确无误地使用。④时间特性1.总线请求和仲裁阶段

由需要使用总线的主控设备向总线仲裁机构提出使用总线的请求，经总线仲裁机构仲裁确定，把下一个传送周期的总线使用权分配给哪一个请求源。

2.寻址（addressing）阶段3.数据传送（datatransfering）阶段

主控设备和从属设备进行数据交换，数据由源模块发出，经数据总线传送到目的模块。4.结束（ending）阶段

主控设备、从属设备的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线，以便其他模块能继续使用。

2、总线的操作过程同步传送

主设备与从设备进行一次传送所需要的时间是固定的。每次传送一旦开始，主、从设备都必须按严格的时间规定完成相应的动作。

3、总线的数据传送方式异步传送用请求（request）和响应（acknowledge）信号线来协调传输过程，而不依赖于公共时钟信号。半同步传送是综合同步和异步传送的优点而设计出来的混合式传送.半同步传送主板的总线结构同步传送

主设备与从设备进行一次传送所需要的时间是固定的。每次传送一旦开始，主、从设备都必须按严格的时间规定完成相应的动作。

3、总线的数据传送方式异步传送用请求（request）和响应（acknowledge）信号线来协调传输过程，而不依赖于公共时钟信号。半同步传送是综合同步和异步传送的优点而设计出来的混合式传送.半同步传送图IBMPC/XT的主板配置5.4.2PC总线（8位ISA总线）8288总线控制5.4.3ISA总线(IndustryStandardArchitecture)ISA总线是一种16位(数据)的总线结构，与PC总线兼容，适用范围广，因为很多接口卡都是根据ISA标准生产的。1984年80286

配置了1