1、3.1.1 主板概述主板概述(AT主板主板)形状参数形状参数1.1.从从IBM PCIBM PC和和XTXT的的Baby-ATBaby-AT结构到结构到ATXATX、NLXNLX、WTXWTX互换结构互换结构,Intel,Intel还提供还提供Mini ATXMini ATX结构结构,ATX,ATX主板主板尺寸尺寸:1.2:1.2英寸英寸X8.2X8.2英寸英寸(284mmX208mm)(284mmX208mm)2.2.最新的主板形状参数规范最新的主板形状参数规范BTXBTX 可以安装更多的集成部件。可以安装更多的集成部件。3.1.2 芯片组芯片组芯片组思想的提出芯片组思想的提出芯片组提供的主
2、要功能芯片组提供的主要功能(1)提供对提供对 CPU 的支持的支持(2)提供对主存的管理提供对主存的管理(3)提供对提供对 Cache 的管理与控制的管理与控制(4)提供标准提供标准 AT 机用机用 I/O 控制控制(如中断控制器、定时器、如中断控制器、定时器、DMA 控制器等控制器等)(5)提供对各种标准总线的提供对各种标准总线的 I/O 扩展槽的控制扩展槽的控制3.1.2 芯片组芯片组芯片组是除芯片组是除 CPU 外的控制指挥中心。外的控制指挥中心。在选择好在选择好 CPU 后后,就要选择一款与该就要选择一款与该 CPU紧密配合的芯片组。紧密配合的芯片组。芯片组与芯片组与CPU的紧密配合，
3、的紧密配合，PC的性能就得到充分的发挥。的性能就得到充分的发挥。主板的性能体现在芯片组的性能上主板的性能体现在芯片组的性能上,芯片组是决定主板性能的主要因素之一。芯片组是决定主板性能的主要因素之一。3.1.2 芯片组芯片组芯片组由芯片组由2-4块超大规模集成电路组成。分为北桥芯片和南桥芯片块超大规模集成电路组成。分为北桥芯片和南桥芯片北桥芯片主要负责管理北桥芯片主要负责管理CPU、内存与图形接口间的数据传输，为、内存与图形接口间的数据传输，为Cache、PCI、AGP、ECC纠纠错提供工作平台。位于错提供工作平台。位于CPU插槽附近。插槽附近。南桥芯片负责管理南桥芯片负责管理IDE、I/O设备
4、接口，为高级电源管理、设备接口，为高级电源管理、USB等提供工作平台。现在的南桥芯等提供工作平台。现在的南桥芯片集成了多媒体功能。片集成了多媒体功能。3.1.2 芯片组芯片组南北桥结构能够为外围设备提供高速的外围总线南北桥结构能够为外围设备提供高速的外围总线,南北桥之间通过南北桥之间通过PCIPCI连接的连接的,因此南北桥芯片之间的频繁数据交换必然使因此南北桥芯片之间的频繁数据交换必然使 PCI PCI 总线的信息通路总线的信息通路依然呈现一定程度的拥挤依然呈现一定程度的拥挤,也使得南北桥之间也使得南北桥之间 的信息交换受到一定的影响。的信息交换受到一定的影响。采用中心结构采用中心结构(Hub
5、)(Hub)形式的芯片组形式的芯片组。800 800 系列芯片组使用中心系列芯片组使用中心 (Hub)(Hub)结构形式结构形式。这种结构形式始于这种结构形式始于 Intel Intel 的的810810芯片组芯片组,经经 815 815 系列、系列、820 820 系列、系列、840 840 系列等系列等 ,已发展到已发展到 850 850、915915系列及更新的系列系列及更新的系列例如：最近推出的例如：最近推出的3535芯片组芯片组 I3 I5 I7I3 I5 I73.1.23535芯片组芯片组3.1.23535芯片组芯片组 MCH/GMCHMCH/GMCH(Memory Control
6、ler(Memory ControllerHub/Graphics and Memory Controller HubHub/Graphics and Memory Controller Hub）,内存控制中心内存控制中心 /图形、图形、内存控制中心内存控制中心 ICH(I/O Controller Hub ICH(I/O Controller Hub）I/O I/O 控制中心控制中心3.1.23535芯片组芯片组内存控制中心内存控制中心(MCH)(MCH)和和 I/O(ICH)I/O(ICH)控制中心之间不再用控制中心之间不再用 PCI PCI 总线相连总线相连,而是专用高速总线相连而是专用
7、高速总线相连,这可使这可使MCH/GMCH MCH/GMCH 和和ICHICH之间频繁大量的数据交换不会增加之间频繁大量的数据交换不会增加PCI PCI 总线的拥挤度总线的拥挤度,也不会受也不会受PCIPCI总线总线速度相对较低的限制速度相对较低的限制。(例如：例如：Intel 875P Intel 875P 芯片组芯片组的的MCH MCH 和和ICHICH之间的数据交换速率为之间的数据交换速率为266 MB/266 MB/S S,是是PCIPCI的两倍的两倍)。3.1.3 主板举例主板举例(P35 芯片组芯片组)支持支持1066MHz四核处理器四核处理器快速访问内存快速访问内存先进视频技术（
8、杜比）先进视频技术（杜比）内存支持内存支持GBMicrosoft Windows Vista,Windows 7 Windows 8环境环境 红外收发器红外收发器3.2主板主板 BIOS与与CMOS RAM 3.2.1主板主板 BIOS 的演变的演变BIOS 是是 Basic Input/Output System(基本输入基本输入/输出系统输出系统),主要是指固化在计算机主板上主要是指固化在计算机主板上 ROM芯片芯片中的一组程序中的一组程序,因此因此,常称为主板常称为主板 BIOS(亦常称为亦常称为 ROM BIOS 或主板或主板 ROM BIOS)。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演
9、变在早期在早期 PC 中中,包含了整个系统的所有驱动程序的包含了整个系统的所有驱动程序的 BIOS 软件代码全部烧入安装在主软件代码全部烧入安装在主 板上的只读板上的只读存储器存储器(Read-Only Memory,ROM)芯片中芯片中，掉电时数据仍能保留掉电时数据仍能保留。目前的目前的 BIOS 已不仅仅局限于传统的主板已不仅仅局限于传统的主板 BIOS,它已演变为驱动程序它已演变为驱动程序(device drivers)的总和的总和3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变主板主板ROM芯片中除包含整个系统的所有驱动程序外芯片中除包含整个系统的所有驱动程序外,还包含一个加电自检还包含一个加
10、电自检(power on self test,POST)程序和一个引导程序程序和一个引导程序(bootstrap loader)引导程序引导程序 通过搜通过搜 索软盘驱动器或硬盘并装入引导扇区索软盘驱动器或硬盘并装入引导扇区(boot sector)实现操作系统实现操作系统(OS)的装的装入。通过调用入。通过调用 BIOS 中的驱动程序控制硬件中的驱动程序控制硬件。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变解决解决 PC 加硬件的驱动问题加硬件的驱动问题添加的硬件适配卡添加的硬件适配卡，卡上有一个包含必要驱动程序的卡上有一个包含必要驱动程序的 ROM 芯片芯片ROM 被编程为能够通过搜索内存指定
11、区域来寻找适配卡的被编程为能够通过搜索内存指定区域来寻找适配卡的 ROM，找到找到,这些代码被执行这些代码被执行,即代即代码被连接到已存在的码被连接到已存在的BIOS 中中,增加了相应的驱动功能增加了相应的驱动功能例如显卡在例如显卡在 PC 上电时就要工作上电时就要工作3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变操作系统启动文件操作系统启动文件(IO.SYS)会检查配置文件会检查配置文件(CONFIG.SYS),由它指定任何需装由它指定任何需装入入的驱动程序的驱动程序以支持新增的硬件以支持新增的硬件。文件文件 CONFIG.SYS(连同文件中命名的所有驱动程序连同文件中命名的所有驱动程序)被放在引
12、导驱动中被放在引导驱动中。当当IO.SYS 程序读取这些驱动程序时就会把它们装入内存程序读取这些驱动程序时就会把它们装入内存,把它们和其余的把它们和其余的 BIOS 连成整体。这连成整体。这些驱动程序是从磁盘装入些驱动程序是从磁盘装入 RAM 并连成完整并连成完整 BIOS 的的。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变完整的完整的 BIOS 包含主板包含主板 ROM 中的内容中的内容,从适配卡从适配卡ROM 中增加的驱动程序及引导初期装入中增加的驱动程序及引导初期装入RAM 的驱动程序。它们在系统的的驱动程序。它们在系统的3个不同物理位置个不同物理位置,在功能上是完整的在功能上是完整的,这些
13、程序通过称为系统这些程序通过称为系统软中断软中断(system-of-software interrupts)的的 BIOS子程序连成一个整体。子程序连成一个整体。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变操作系统或应用程序需要和一个指定的硬件交换信息操作系统或应用程序需要和一个指定的硬件交换信息,就调用一个特定的软中断就调用一个特定的软中断,中断向量表会中断向量表会把这个调用指向把这个调用指向 BIOS 的一个指定的部分。的一个指定的部分。包含在包含在ROM中的中的BIOS有时叫固件，越来越多的附件和硬件被引入系统，需要装入越来越多的驱有时叫固件，越来越多的附件和硬件被引入系统，需要装入越来越
14、多的驱动程序。动程序。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变16位的驱动从磁盘装位的驱动从磁盘装入，入，现在现在 已已设计成从磁盘装人的设计成从磁盘装人的32位驱动取代主板位驱动取代主板 ROM 中的所有驱动中的所有驱动。32 位位 Windows XP装入装入,主板或适配卡主板或适配卡 ROM 中中16 位程序就不再被调用位程序就不再被调用,只有装入只有装入 RAM 的的32位驱动程序被调用位驱动程序被调用。在在 PC上电瞬间上电瞬间,BIOS在在 ROM 中中,但但XP装入后装入后,BIOS全部在全部在 RAM 中中。3.2.1主板主板 BIOS的演变的演变将来最可能的情况将来最可能的情
15、况:主板主板 ROM 在使系统启动、初始化特定的硬件、提供上电密在使系统启动、初始化特定的硬件、提供上电密 码等安全方面的功能及一些基本的码等安全方面的功能及一些基本的初始化配置时起作用初始化配置时起作用。但在操作系统装入后但在操作系统装入后,起作用的将是起作用的将是 一整套新的驱动程序一整套新的驱动程序 PC 系统可以用相互间接口的分层硬系统可以用相互间接口的分层硬件和软件来描述。件和软件来描述。在分层结构中在分层结构中,应用程序通过应用程序通过 API(application program interlace)与操作系统打交道。过调用与操作系统打交道。过调用操作系统完成文件读取操作系统完
16、成文件读取/保存功能保存功能。ROM BIOS 及设备驱动程序包含了与操作系统和实际硬件接口的所有具体硬件的驱动程序及设备驱动程序包含了与操作系统和实际硬件接口的所有具体硬件的驱动程序,这样这样,操作系统不用直接与硬件打交道而是搜索相应的驱动操作系统不用直接与硬件打交道而是搜索相应的驱动。驱动是操作系统和硬件之间的接口驱动是操作系统和硬件之间的接口，硬件制造商提供不同的驱动以使生产的硬件可以在硬件制造商提供不同的驱动以使生产的硬件可以在 DOSDOS、WindowsXPWindowsXP、LinuxLinux不同的操作系统下工作不同的操作系统下工作。由于一些操作系统使用相同的内部接口由于一些操
17、作系统使用相同的内部接口,一些驱动一些驱动也可以工作在多个操作系统中也可以工作在多个操作系统中。3.2.2主板主板 BIOS1.主板主板 BIOS 的的4 个主要功能个主要功能 POST(Power On Self Test,加电自检加电自检)与系统自举装入程序与系统自举装入程序 CMOS SETUP(BIOS SETUP)程序程序 Bootstrap Loader(系统自举装入程序系统自举装入程序)基本的基本的 I/O 设备驱动程序和底层中断服务程序设备驱动程序和底层中断服务程序3.2.2主板主板 BIOS当接通电源当接通电源(或接或接 Reset 键键)时时,加电自检加电自检POST，对对
18、PC中的中的CPU存储器、芯片组、视频适配器、存储器、芯片组、视频适配器、磁盘控制器、磁盘驱动器、键盘磁盘控制器、磁盘驱动器、键盘等等关键部件进行检查。通过测试这些硬件的工作状态是否良好关键部件进行检查。通过测试这些硬件的工作状态是否良好而决定计算机的下一步操作。而决定计算机的下一步操作。POST程序的程序的入入口地址为口地址为 FFFF:0000,即开机后从即开机后从 FFFF:0000处开始执行处开始执行 POST程序。程序。3.2.2主板主板 BIOS CMOS SETUP(或或 BIOS SETUP)程序程序 在在POST过程中过程中,若按下热键若按下热键(如如Del键键)则可以启动该
19、程序则可以启动该程序。指示用户配置主板和芯片组的一些指示用户配置主板和芯片组的一些设置以及日期和时间、口令、磁盘驱动等基本的系统设置。通过该程序控制电源管理设置和从设置以及日期和时间、口令、磁盘驱动等基本的系统设置。通过该程序控制电源管理设置和从哪个驱动器启动系统的顺序哪个驱动器启动系统的顺序。对有些系统而言对有些系统而言,可以配置可以配置 CPU 定时和时钟倍频设置定时和时钟倍频设置。3.2.2主板主板 BIOS系统掉电后有电池给系统掉电后有电池给CMOS RAM芯片供电芯片供电,因此写因此写入入的信息不会丢失的信息不会丢失。加之采用加之采用 CMOS 保存数保存数据时消耗的能量很小据时消耗
20、的能量很小(只需只需 1A 电流电流),因此仅靠电池供电因此仅靠电池供电,CMOS RAM 芯片中芯片中 的信息也可以保的信息也可以保存几年存几年。3.2.2主板主板 BIOS需启动需启动 ROM BIOS中的中的CMOS SETUP 程序对系统进行设置程序对系统进行设置的的情况。情况。系统第一次加电系统增加、减少或更换与系统第一次加电系统增加、减少或更换与 CMOS SETUP 相关的硬件或相关的硬件或 I/O 设备设备 CMOS RAM 因掉电、病毒、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改用户希望更改或设置系统口令因掉电、病毒、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改用户希望更改或设置系统口令系
21、统因某种需要而调整某些设置参数。系统因某种需要而调整某些设置参数。3.2.2主板主板 BIOSBootstrap Loader(系统自举装入程序系统自举装入程序)当系统自检测试完成后当系统自检测试完成后,则执行则执行BIOS中的系统自举装入程序。这个程序读取各个磁盘驱动器的中的系统自举装入程序。这个程序读取各个磁盘驱动器的第一个物理扇区寻找一个有效的主引导记录。如果找到一个扇区满足确定的标准第一个物理扇区寻找一个有效的主引导记录。如果找到一个扇区满足确定的标准，这个扇区中这个扇区中的代码就被执行。的代码就被执行。3.2.2主板主板 BIOS然然后后,主引导记录主引导记录(MBR)程序代码通过读
22、取可引导卷的第一个物理扇区继续这个引导过程程序代码通过读取可引导卷的第一个物理扇区继续这个引导过程,该扇该扇区是一个卷引导记录的起始区是一个卷引导记录的起始，接着装入第一个操作系统启动文件接着装入第一个操作系统启动文件,这个文件通常为这个文件通常为IO.SYS(DOS/Windows 9x/Me)或者是或者是 NTLDR(Windows NT/2000/XP)。此时。此时,操作系统处于受控状态操作系统处于受控状态并继续引导过程。并继续引导过程。3.2.3CMOS RAMCMOS RAM 本身不存放程序本身不存放程序,对对CMOS RAM中各项参数的设定是通过执行主板中各项参数的设定是通过执行主
23、板BIOS中的中的CMOS SETUP程序完成的。程序完成的。接通计算机电源接通计算机电源(或接或接Reset复位键复位键)时时,首先执行的首先执行的POST自诊断测试程序是通过读取自诊断测试程序是通过读取CMOS RAM中的内容来识别系统硬件配置中的内容来识别系统硬件配置,并根据这些配置信息对系统中各部件进行测试和初始化的。并根据这些配置信息对系统中各部件进行测试和初始化的。3.2.3CMOS RAM早期的早期的AT系统中系统中,Motorola 的的146818芯片被用作芯片被用作RTC(实时时钟实时时钟)和和CMOS RAM芯片芯片,有简单的有简单的数字时钟数字时钟,占用占用10 B的的
24、RAM,提供年、月、日提供年、月、日、时、时、分、秒信息。剩余的分、秒信息。剩余的54B的的RAM被被IBM AT 的设计者设计成用于存储系统的配置信息。的设计者设计成用于存储系统的配置信息。3.3.1 总线概述总线概述学习目标学习目标1了解与计算机总线相关的基本概念了解与计算机总线相关的基本概念,包括总线包括总线,总线标准，计算机中采用总线技术益处总线标准，计算机中采用总线技术益处,总线的总线的层次层次。2总线的性能指标总线的性能指标:同时了解标准接口同时了解标准接口,标准接口与总线标准的区别标准接口与总线标准的区别，计算机，计算机 中采用标准接口技中采用标准接口技术的益处等。术的益处等。学
25、习目标学习目标.PC 机中的主要总线有处理器总线、存储器总线和系统总线，了解处理器总线和存储器总线机中的主要总线有处理器总线、存储器总线和系统总线，了解处理器总线和存储器总线的作用及主要性能。的作用及主要性能。.了解了解 PC 机中系统总线的作用、发展和主要性能机中系统总线的作用、发展和主要性能,这些总线包括这些总线包括 XT 总线、总线、ISA 总线、总线、EISA 总线和总线和 PCI 总线等总线等,了解了解 AGP总线总线PC I-Express总线概况总线概况。3.2 总线总线3.2.1 概述概述总线：是计算机内数据传输的公共路径，实现计算机中两个或更多部件之间的通讯。包括总线：是计算
26、机内数据传输的公共路径，实现计算机中两个或更多部件之间的通讯。包括地址总线地址总线AB）、数据总线（）、数据总线（DB）、控制总线（）、控制总线（CB）。）。总线标准：是指计算机系统各部件之间通过总线传输信息时应遵守的一些协议与规范。总线标准：是指计算机系统各部件之间通过总线传输信息时应遵守的一些协议与规范。总线带宽、总线位宽、总线工作频率三者之间的关系就像高速公路上的车流量、车道数和总线带宽、总线位宽、总线工作频率三者之间的关系就像高速公路上的车流量、车道数和车速的关系。车流量取决于车道数和车速，车道数越多、车速越快则车流量越大：同样，车速的关系。车流量取决于车道数和车速，车道数越多、车速越
27、快则车流量越大：同样，总线带宽取决于总线位宽和工作频率，总线位宽越宽、工作频率越高则总线带宽越大。总线带宽取决于总线位宽和工作频率，总线位宽越宽、工作频率越高则总线带宽越大。总线的性能指标总线的性能指标1.总线位宽：指总线能同时传输传送的总线位宽：指总线能同时传输传送的 数据位数，即常说的数据位数，即常说的16位、位、32位、位、64位位2.总线的工作频率总线的工作频率（也称总线的时钟频率）是指用于协调总线上各种操作时钟信号的频率（常（也称总线的时钟频率）是指用于协调总线上各种操作时钟信号的频率（常以以MHz为单位）为单位）3.总线的带宽总线的带宽(总线的数据传输速率总线的数据传输速率)指单位
28、时间内总线上可传送的数据量指单位时间内总线上可传送的数据量,即常说的每秒钟传即常说的每秒钟传送多少个字节。送多少个字节。总线的带宽用公式表示为总线的带宽用公式表示为Q=WxF/N其中其中Q 总线的带宽总线的带宽(MBps)，W为总线的数据宽度为总线的数据宽度 总线位宽总线位宽8,单位为字节单位为字节(B)，F 为总线工为总线工作频率作频率(MHz)，N为完成一次数据传送所需的总线时钟周期的个数为完成一次数据传送所需的总线时钟周期的个数(N=2,表示完成一次数据传表示完成一次数据传送需要两个总线时钟周期送需要两个总线时钟周期)。4.总线的寻址能力总线的寻址能力 总线的寻址能力主要指地址总线的位数
29、及所能直接寻址的存储器空间的大小总线的寻址能力主要指地址总线的位数及所能直接寻址的存储器空间的大小。一般地一般地,地址线的位数越多地址线的位数越多,能寻址的地址空间越大能寻址的地址空间越大。5.总线的握手协议总线的握手协议按照总线上信息传送的握手方式划分按照总线上信息传送的握手方式划分,总线有同步、异步和半同步总线有同步、异步和半同步。同步总线同步总线：是指总线上各模块间的信息传送统一以总线时钟为基准是指总线上各模块间的信息传送统一以总线时钟为基准,即各种信号出现在总线上的即各种信号出现在总线上的时刻由总线时钟确定时刻由总线时钟确定;异步总线异步总线：是指一个信号出现在总线上的时刻取决于前一信
30、号的出现是指一个信号出现在总线上的时刻取决于前一信号的出现,即信号的改变是顺序发生即信号的改变是顺序发生的的;半同步总线半同步总线：则是前两种总线握手方式的混合。则是前两种总线握手方式的混合。6.突发传送突发传送 总线上数据的传送方式分正常传送和突发传送总线上数据的传送方式分正常传送和突发传送 两种两种。正常传送方式每一个传送周期内都先传送数据的地址正常传送方式每一个传送周期内都先传送数据的地址,然后传送数据。有些总线支持一种连续的然后传送数据。有些总线支持一种连续的、成块数据的传送、成块数据的传送,传送开始后传送开始后,只需给出数据的首地址只需给出数据的首地址,然后连续地传送多个数据然后连续
31、地传送多个数据,后续数据的后续数据的地址默认为前数据地址加地址默认为前数据地址加1,这种数据传送方式称为突发传送。这种数据传送方式称为突发传送。突发传送省去了每次数据传送前传送该数据的地址的过程突发传送省去了每次数据传送前传送该数据的地址的过程,故在总线宽度和总线时钟频率相同的故在总线宽度和总线时钟频率相同的情况下突发传送方式的总线传输率高于正常传送方式。情况下突发传送方式的总线传输率高于正常传送方式。7.总线的负载能力总线的负载能力 总线的负载能力可以理解为总线上所能挂接的遵循该总线电气规范的总线设总线的负载能力可以理解为总线上所能挂接的遵循该总线电气规范的总线设备的数目。备的数目。1.处理
32、器总线处理器总线处理器总线又称为前端总线处理器总线又称为前端总线 是主板上速度最快的总线是主板上速度最快的总线,其性能指标是芯片组和主板的最重要的性其性能指标是芯片组和主板的最重要的性能指标之一。能指标之一。2.存储器总线存储器总线3.3.3 输入输出总线输入输出总线1 1PC/XTPC/XT、ISAISA（PC/ATPC/AT）总线）总线2 2MCAMCA、EISAEISA总线总线 3 3VESAVESA、PCIPCI总线总线4 4AGPAGP总线总线 PC/XT总线是一种开放式结构的计算机总线，该底板总线有总线是一种开放式结构的计算机总线，该底板总线有62个引脚，支持个引脚，支持8位双向数
33、据传输和位双向数据传输和20位寻址空间，有位寻址空间，有8个接地和电源引脚、个接地和电源引脚、25个控制信号引脚、个控制信号引脚、1个保留引脚。总线底板上有个保留引脚。总线底板上有5个个系统插槽，用于系统插槽，用于I/O设备与设备与PC机连接。该总线的特点是把机连接。该总线的特点是把CPU视为总线的惟一主控设备，其余视为总线的惟一主控设备，其余外围设备均为从属设备外围设备均为从属设备。IBM公司在公司在PC总线基础上增加总线基础上增加36个引脚，形成了个引脚，形成了AT总线。即从总线。即从1982年以后，逐步确立的年以后，逐步确立的IBM公司工业标准体系结构，简称为公司工业标准体系结构，简称为
34、ISA（Industry Standard Architecture）总线，有时也称为）总线，有时也称为PC/AT总线。总线。MCA总线总线:1987年年IBM公司为保护自身的利益，在宣布公司为保护自身的利益，在宣布PC/2机器时，推出相对封闭的微通道结构。机器时，推出相对封闭的微通道结构。EISA总线总线:为了打破为了打破IBM的垄断，的垄断，1988年年9月，月，Compaq，AST，Epson，HP，Olivetti，NEC等等9家公司联合起来，推出了一种兼容性更优越的总线，即家公司联合起来，推出了一种兼容性更优越的总线，即EISA总线。总线。VESA总线总线:1992年年VESA（Vi
35、deo Electronics Standards AssociationVideo Electronics Standards Association视频电子标准协会）联合视频电子标准协会）联合6060余家公司，对余家公司，对PCPC总线进行了第五次创新，推出标准总线进行了第五次创新，推出标准VESA V1.0VESA V1.0。传输效率高，独立于处理器的总。传输效率高，独立于处理器的总线标准，线标准，PCI与与CPU隔离，即插即用，支持总线控制方式，同步操作，突发传输。隔离，即插即用，支持总线控制方式，同步操作，突发传输。PCI 总线的传输效率高。标准总线的传输效率高。标准 PCI 总线的
36、带宽为总线的带宽为 133 MBps,其他版本的其他版本的 PCI 总线的带宽则总线的带宽则更高。更高。PCI 总线是一种独立于处理器的总线标准总线是一种独立于处理器的总线标准,可以支持多种处理器可以支持多种处理器,从而适用于由不同从而适用于由不同 CPU 组组成的系统成的系统。同时同时,它将处理器子系统与外围设备分开它将处理器子系统与外围设备分开。由于由于 PCI 总线与总线与 CPU 隔离隔离,因此不会造成因此不会造成 CPU 负载过重的问题负载过重的问题。PCI 总线可以带总线可以带 10 个负个负载载。PCI 总线可以和处理器总线并行工作而不是取代处理器总线总线可以和处理器总线并行工作
37、而不是取代处理器总线。数据在被数据在被CPU 处理同时处理同时,PCI 总线也正忙于在部件之间传送信息总线也正忙于在部件之间传送信息,这是这是 PC 中引人中引人 PCI 总线的一总线的一个重要的好处个重要的好处。PCI 具有即插即用功能具有即插即用功能。这是由于这是由于 PCI 具有自动设置功能具有自动设置功能,用户在插入用户在插入 PCI 接口卡后接口卡后,不必再去调整开关或跳线插头状不必再去调整开关或跳线插头状态态(为了防止系统资源使用时发生冲突为了防止系统资源使用时发生冲突,需要对不同接口卡的需要对不同接口卡的 I/O 地址、地址、DMA通道、硬中断级进通道、硬中断级进行设置行设置),
38、这些设置工作在系统初始化时均由这些设置工作在系统初始化时均由 BIOS 完成。完成。PCI 总线支持总线主控方式总线支持总线主控方式。允许多个处理器系统中的任何一个处理器允许多个处理器系统中的任何一个处理器(包括有总线处理能力包括有总线处理能力的外围设备的外围设备)成为总线主控设备成为总线主控设备,对总线操作实行控制。对总线操作实行控制。PCI 总线采用同步操作总线采用同步操作。PCI 独特的同步操作能力可保证微处理器和总线主控制器同时操作独特的同步操作能力可保证微处理器和总线主控制器同时操作,而不必等待后者操作完成。而不必等待后者操作完成。PCI 总线支持突发传输方式总线支持突发传输方式非非
39、突发传输方式是指在一个传输周期内突发传输方式是指在一个传输周期内,先给出地址先给出地址,然后给出数据然后给出数据,在后面的传输周期里在后面的传输周期里,不断不断重复这种先送地址、后送数据的方式进行传输。重复这种先送地址、后送数据的方式进行传输。PCI 总线信号分为地址线、数据线、接口控制线、仲裁线、系统线、中断请求线、高速缓存支总线信号分为地址线、数据线、接口控制线、仲裁线、系统线、中断请求线、高速缓存支持、出错报告等信号线持、出错报告等信号线加速图形端口加速图形端口(AGP)AGP(accelerated graphics port加速图形端口加速图形端口)是是 Intel 公司提出的局部总
40、线公司提出的局部总线,专门用于高性能专门用于高性能图形及视频支持图形及视频支持。AGP独立于独立于PCI,为任务繁重的图形加速卡提供了一条专用的为任务繁重的图形加速卡提供了一条专用的 快车道快车道,又使又使 PCI 总线专门用于总线专门用于传统的输入传统的输入/输出输出AGP 以以 PCI 为基础为基础,但是有所增加和增强但是有所增加和增强,在物理上、电气上和逻辑上独立于在物理上、电气上和逻辑上独立于PCI。AGP 插槽类插槽类似于似于 PCI,但是有一些附加信号但是有一些附加信号,在系统中的位置也不同在系统中的位置也不同。例如：例如：AGP以以 66 MHz 基频运行基频运行,为为PCI 的
41、两倍。基本的两倍。基本 AGP 模式称为模式称为 1 x,每个周期完成一次传每个周期完成一次传输。由于输。由于 AGP 总线为总线为 32 b(4 B)宽宽,每秒每秒 6600 万次的条件下达到大约万次的条件下达到大约66MBps数据传输能力数据传输能力。AGP 2x模式模式,每个周期完成两次每个周期完成两次 数据传输数据传输,数据传输能力达到数据传输能力达到 533 MBps。模式模式 总线宽总线宽(b)总线速率总线速率(MHz)每个周期数据传送次数每个周期数据传送次数带宽带宽(MBps)AGP 1 x3266266 AGP 2 x32662533 AGP 4 x326641066推出推出
42、AGP 的另一主要原因是允许的另一主要原因是允许 AGP 图形卡能与系统图形卡能与系统 RAM 直接进行高速连接直接进行高速连接,即允许即允许AGP 图形卡直接存取系统图形卡直接存取系统RAM。这既能用于在主板上实现不需要额外显示。这既能用于在主板上实现不需要额外显示 RAM 的低成本图形卡的低成本图形卡,也也允许允许AGP 图形卡共享系统主存。近年来已很少有图形卡共享系统主存。近年来已很少有AGP图形卡共享主存图形卡共享主存,而是具有自己的高速存而是具有自己的高速存储器储器(如如 256 MB)尽管尽管 AGP 8 x 的带宽已经比标准的的带宽已经比标准的 PCI 快快 16 倍倍,但只有但
43、只有 PCI-Express x 16 的的 1/20 从从 2004 年中期开始年中期开始,主板和系统供应商在高性能系统中已用主板和系统供应商在高性能系统中已用 PC I-Express x 16 扩展槽代替扩展槽代替 AGP 8 x 0 从从 2006 年起年起,新推出的大部分主板已用新推出的大部分主板已用 PCI-Express x 16 扩展槽代替扩展槽代替 AGP,这将逐步终极这将逐步终极 AGP。3.PCI-Express2001 年年,Intel 开发一种新的高速总线技术规范开发一种新的高速总线技术规范。2001 年年8月月,作为作为 PCI 的新一代规范。的新一代规范。2002
44、 年年 4月月,初始版本初始版本 1.0 完成并被完成并被 PCI-SIG 命名为命名为 PCI-Express 2002 年年 7 月月,PCI-Express 1.0 规范被批准。规范被批准。PCI-Express在开发之初被称为在开发之初被称为 是希望该总线规范是希望该总线规范，逐步代替在逐步代替在 PC 中使用了中使用了10-15 年的第一年的第一代的代的 ISA/AT 等总线和第二代的等总线和第二代的 PCI 等总线等总线。人们希望它能成为在人们希望它能成为在 PC 中占主导地位的总线中占主导地位的总线,在在未来的未来的 10-15 年中满足逐步增长的总线带宽的需求年中满足逐步增长的
45、总线带宽的需求。PC I-Express 的主要特性如下的主要特性如下和已有的和已有的 PCI 枚举和设备驱动程序兼容。枚举和设备驱动程序兼容。物理连接可以是铜的、光的或别的物理媒介以满物理连接可以是铜的、光的或别的物理媒介以满足将来的设计规范。足将来的设计规范。最大化每个引脚的带宽且可以减小体积、降低成本、简化布线和制板设计并且简化信号的完最大化每个引脚的带宽且可以减小体积、降低成本、简化布线和制板设计并且简化信号的完整性问题。整性问题。与同步时钟相比与同步时钟相比,内嵌的时钟更容易实现频率的改变。内嵌的时钟更容易实现频率的改变。通过频率和宽度通过频率和宽度(通道通道)的增加便于提高带宽的增加便于提高带宽(吞吐量吞吐量,throughput)。潜伏时间短有利于同步要求高潜伏时间短有利于同步要求高(时间敏感时间敏感)的数据传送的数据传送,如视频流。如视频流。具有热插拔能力。具有热插拔能力。具有电源管理能力。具有电源管理能力。谢谢
