1、第第3 3章章 微型计算机总线技术微型计算机总线技术本章主要内容：本章主要内容：微型计算机总线概述微型计算机总线概述 微型计算机常见的系统总线微型计算机常见的系统总线 微型计算机常见的外部总线微型计算机常见的外部总线1 概述概述一、什么是总线一、什么是总线总线：总线：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的传送数据、地址和控制信息的公共通路，它能分时机各部件之间的传送数据、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。地发送与接收各部件的信息。二、总线的组成二、总线的组成传输计算机内部所有的数据信息传输
2、计算机内部所有的数据信息传输计算机内部所有的地址信息传输计算机内部所有的地址信息传输计算机内部所有的控制或状态信号传输计算机内部所有的控制或状态信号三、总线的分类三、总线的分类1 概述概述按照总线在微机结构中所处的位置按照总线在微机结构中所处的位置,可分为：可分为：n片内总线：片内总线：CPUCPU芯片内部各功能单元电路之间传送信息用的总线。芯片内部各功能单元电路之间传送信息用的总线。n芯片总线（片级总线）：芯片总线（片级总线）：同一块电路板上同一块电路板上CPUCPU芯片与外围芯片之间芯片与外围芯片之间的互连。的互连。n系统总线（板级总线）：系统总线（板级总线）：微机系统多数采用模块结构，一
3、个模块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。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。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。n外部总线（外总线）：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。如串行总线系统与电子仪器和其它设备的连接。如串行总线EIA-RS232EIA-RS232等。等。四、总线的标准化与总线的性能指标四、总线的标准化与总线的性能指标1.1.总线的标准化总线的
4、标准化不同的总线下列特性不同：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；物理特性：即总线的物理连接方式；功能特性功能特性 ：功能特性描述总线中每一根线的功能：功能特性描述总线中每一根线的功能 ；电气特性电气特性 ：定义每一根线上信号的传递方向及有效电平范围：定义每一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。规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序关系。2.2.总线的性能指标总线的性能指标(1)(1)总线宽度：能同时传送数据的二进制位数总线宽度：能同时传送数据的二进制位数 ，单位为位，单位为位(bit)(bit)。(2)(2)总线频率总
5、线频率 :一秒钟能够传送数据的次数，通常用一秒钟能够传送数据的次数，通常用MHzMHz表示表示 。(3)(3)总线带宽总线带宽:每秒钟总线上可传送的数据总量，通常以每秒钟总线上可传送的数据总量，通常以MB/sMB/s为单位。为单位。总线带宽总线带宽(总线宽度总线宽度/8/8位位)总线频率总线频率不同厂商生产的相同功能的部件互不同厂商生产的相同功能的部件互换使用换使用 要求总线标准化。要求总线标准化。1 概述概述五、总线数据五、总线数据传输的过程传输的过程1 概述概述一、微型计算机总线的发展：一、微型计算机总线的发展：19811981年年 PC/XTPC/XT使用的使用的XTXT总线或总线或PC
6、PC总线（总线（8 8位）位）19841984年年 PC/ATPC/AT使用的使用的ATAT总线即总线即ISAISA总线（总线（1616位）位）19881988年年 386386使用的使用的EISAEISA总线（总线（3232位）位）19891989年年 486486使用的使用的VESAVESA总线（总线（3232位局部总线）位局部总线）19931993年年 PentiumPentium使用的使用的PCIPCI总线（总线（3232位）位）20192019年年 PIIPII使用的使用的AGPAGP总线（总线（3232位）位）20192019年年 Pentium III/4Pentium III/
7、4使用的使用的PCI-XPCI-X总线总线(扩展的扩展的PCIPCI总线）总线）20192019年年 Pentium 4 Pentium 4 使用的使用的PCI ExpressPCI Express总线（串行）总线（串行）20192019年年 USBUSB总线（外部串行总线）总线（外部串行总线）20192019年年 13941394总线（火线，外部高速串行总线）总线（火线，外部高速串行总线）2 常用系统总线常用系统总线二、二、PC/XT总线：总线：1.PC/XT总线简介总线简介 PC/XT总线专指总线专指IBM 公司公司1981年推出的基于准年推出的基于准16位机位机PC/XT机使用的机使用的
8、总线，也称为总线，也称为8位位ISA总线，它是微型计算机系列总线发展的起点总线，它是微型计算机系列总线发展的起点。2.PC/XT总线的特点：总线的特点：(1)PX/XT总线支持总线支持1KB的的I/O地址空间、地址空间、20位存储器地址空间、位存储器地址空间、8位数据位数据存取。存取。(2)每个双列扩展槽有每个双列扩展槽有62个引脚，代表不同信号。每个扩展槽对应管脚个引脚，代表不同信号。每个扩展槽对应管脚意义相同的连在一起，再连到总线的相应信号线上，故接口卡可插于任意扩意义相同的连在一起，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。展槽中。(3)除满足特殊需要的除满足特殊需要的12V
9、电源外，其他信号均与电源外，其他信号均与TTL电平兼容。电平兼容。2 常用系统总线常用系统总线2 常用系统总线常用系统总线3.PC/XT总线的信号线总线的信号线地址线：地址线：20根根数据线：数据线：8根根控制线：控制线：21根根状态线：状态线：2根根2 常用系统总线常用系统总线控制线控制线AEN：地址允许信号：地址允许信号(高电平为高电平为DMA总线周期总线周期)ALE：地址锁存允许信号：地址锁存允许信号(下降沿锁存下降沿锁存)IOR#/IOW#：I/O读写控制读写控制MEMR#/MEMW#：存储器读写控制：存储器读写控制T/C：DMA终止计数信号终止计数信号 DRQ3DRQ1：DMA请求信
10、号请求信号 IRQ7IRQ2：中断请求信号：中断请求信号 DACK3DACK0：DMA响应信号响应信号RESET：系统复位信号。：系统复位信号。状态线状态线IOCH RDYI/O通道准备好通道准备好IOCHCKI/O通道校验通道校验辅助与电源线辅助与电源线OSC:振荡信号振荡信号CLK:时钟信号时钟信号+5V、-5V+12V、-12VGND三、三、ISA总线：总线：1.ISA总线简介总线简介 ISA（Industry Standard Architecture）总线是于）总线是于1984年由年由Intel、IEEE和和EISA集团联合开发出的工业标准体系结构总线。集团联合开发出的工业标准体系结
11、构总线。2.ISA总线的特点：总线的特点：(1)支持支持64KB的的I/O地址空间、地址空间、24位存储器地址空间、位存储器地址空间、8/16位数据存位数据存取、取、15级硬件中断、级硬件中断、7个个DMA通道等。通道等。(2)16位位ISA总线是一种多主控（总线是一种多主控（Multi Master）总线，可通过系统）总线，可通过系统总线扩充槽中的总线扩充槽中的 的信号线实现。的信号线实现。(3)支持支持8种类型的总线周期，分别为种类型的总线周期，分别为8/16位的存储器读周期、位的存储器读周期、8/16位位的存储器写周期、的存储器写周期、8/16位的位的I/O读周期、读周期、8/16位的位
12、的I/O写周期、中断请求和写周期、中断请求和中断响应周期、中断响应周期、DMA周期、存储器刷新周期和总线仲裁周期。周期、存储器刷新周期和总线仲裁周期。2 常用系统总线常用系统总线3.ISA总线的信号线简介总线的信号线简介2 常用系统总线常用系统总线A1B1B31A1A31D1A31C1D18C18外内10.16138.52.54138.5单位：mm8位插槽16位插槽扩展部分1616位位/8/8位总线，用于位总线，用于286P4286P4数据宽度数据宽度=16=16位，总线频率位，总线频率=8MHz=8MHz，数据传输率，数据传输率=16MB/S=16MB/S2 常用系统总线常用系统总线3.IS
13、A总线的信号线简介总线的信号线简介四、四、PCI(Peripheral Component Interconnect)总线简介：总线简介：2 常用系统总线常用系统总线自学自学一、一、RS-232总线简介：总线简介：RS-232总线是由总线是由EIA（美国电子工业联合会）与（美国电子工业联合会）与Bell公司一起开发的公司一起开发的协议，它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协议，它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。信。RS-232的全名是的全名是“数据终端设备（数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接
14、口技术标准之间串行二进制数据交换接口技术标准”。工业控制的。工业控制的RS-232口一般只口一般只使用使用RXD、TXD、GND三条线。三条线。RS-232总线的详细内容请参阅第总线的详细内容请参阅第12章。章。3 常用外设总线常用外设总线3 常用外设总线常用外设总线二、二、IEEE1394总线：总线：IEEE1394简介：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的主要特点：的主要特点：l 优越的实时性；优越的实时性；l 连接方便，支持热插拔、即插即用功能；连接方便，支持
15、热插拔、即插即用功能；l 总线直接提供电源；总线直接提供电源；l 通用性强。通用性强。3.IEEE1394总线的接口信号：总线的接口信号：三、三、USB通用串行总线：通用串行总线：1.USB总线简介：总线简介：USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus）是一种新型的外设接口标准，）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,实现资源实现资源共享和外设的简单快速连接。共享和外设的简单快速连接。2.USB总线的主要特点：总线的主要特点：l 使用方便；使用方便；l 传输速度快；传输速度快；l 连接灵活；连接灵活；l 独立供电。独立供电。3 常用外设总线常用外设总线作业作业 简述以下简述以下PC/XT总线接口信号的含义：总线接口信号的含义：A16-A0、D7-D0、AEN、ALE、IOR#、IOW#、MEMR#、MEMW#、IRQX、RESET、CLK、OSC。
