1、1 1、总线概述、总线概述2 2、系统总线、系统总线第第4章章 PC总线与接口标准总线与接口标准 本章教学内容：本章教学内容：9.1 9.1 总线基本知识总线基本知识 （微型计算机总线、（微型计算机总线、总线分类总线分类及总线技术及总线技术的发展）的发展）9.2 9.2 系统总线系统总线 （ISAISA、EISAEISA、PCIPCI、AGPAGP总线）总线）9.3 9.3 外总线外总线 （RS-232RS-232总线）总线）9.1 9.1 总线概述总线概述 所谓所谓总线总线，就是计算机各模块之间互联和传送信，就是计算机各模块之间互联和传送信息（指令、地址和数据）的一组信号线息（指令、地址和数
2、据）的一组信号线。9.1.1 9.1.1 微型计算机总线概述微型计算机总线概述总线的两个基本特性：总线的两个基本特性：分时分时和和共享共享。共享：多个部件连接在同一组总线上，各部件之间相共享：多个部件连接在同一组总线上，各部件之间相互交换的信息都可以通过这组总线传送。互交换的信息都可以通过这组总线传送。分时：指某一时刻总线只能在一对部件之间传送信息。分时：指某一时刻总线只能在一对部件之间传送信息。第7章 PowerPoint1.1.微机总线的组成微机总线的组成（1 1）数据总线数据总线：数据总线为双向三态逻辑，用来传：数据总线为双向三态逻辑，用来传输数据。如输数据。如PC/XTPC/XT总线为
3、总线为8 8位数据线，位数据线，ISAISA总线为总线为1616位位数据线，数据线，PCIPCI总线为总线为3232或或6464位数据线。位数据线。（2 2）地址总线地址总线：地址总线为单向三态逻辑，用来传：地址总线为单向三态逻辑，用来传递地址信息。递地址信息。地址总线的根数决定系统的寻址范围。地址总线的根数决定系统的寻址范围。PC/XTPC/XT总线有总线有2020位地址线，可直接寻址位地址线，可直接寻址1MB1MB地址空间，地址空间，ISAISA总线有总线有2424位地址，可直接寻址位地址，可直接寻址16MB16MB地址空间，地址空间，EISAEISA总线有总线有3232位地址线，可直接寻
4、址位地址线，可直接寻址4GB4GB地址空间。地址空间。（3 3）控制总线控制总线：控制总线有单向、双向三态逻辑或：控制总线有单向、双向三态逻辑或非三态逻辑，用来传送控制信息和状态信息。非三态逻辑，用来传送控制信息和状态信息。（4 4）电源和地线：说明使用）电源和地线：说明使用电源的规格。电源的规格。（5 5）备用线：主要作为系统功能扩充使用。）备用线：主要作为系统功能扩充使用。2.2.总线总线的性能指标的性能指标 计算机总线的主要职能是负责计算机各模块间的计算机总线的主要职能是负责计算机各模块间的信息传输。信息传输。计算机计算机总线总线技术包括：通路技术包括：通路控制性能、使用方法、控制性能、
5、使用方法、仲裁方法和传输方式仲裁方法和传输方式等。等。总线总线的结构不同，性能差别的结构不同，性能差别很大。很大。第7章 PowerPoint总线的性能指标有：总线的性能指标有：（1 1）总线宽度总线宽度（传送宽度）：指一次总线操作中通（传送宽度）：指一次总线操作中通过总线传送的数据位数，即数据总线的数量，总线过总线传送的数据位数，即数据总线的数量，总线宽度有宽度有8 8位、位、1616位、位、3232位、位、6464位。位。（2 2）总线周期总线周期：一次总线操作中所用的时间。：一次总线操作中所用的时间。（3 3）总线带宽总线带宽（标准传输率）：在总线上每秒传输（标准传输率）：在总线上每秒传
6、输的最大字节量，用的最大字节量，用MB/sMB/s表示。表示。（4 4）总线工作的）总线工作的时钟频率时钟频率：设总线的带宽：设总线的带宽DrDr，总线，总线的时钟周期用的时钟周期用T=1/fT=1/f，一个总线周期传送的数据量，一个总线周期传送的数据量用用D D表示，则带宽表示，则带宽Dr=D/T=DDr=D/T=Df f 若总线工作频率若总线工作频率33MHz33MHz，总线宽度，总线宽度3232位，则最大传输位，则最大传输率为：率为：Dr=4BDr=4B3333106/s=132MB/s 106/s=132MB/s。第7章 PowerPoint （5 5）多路复用技术：一条总线多种用途的
7、技术，即）多路复用技术：一条总线多种用途的技术，即某一时刻该线路上传输的是地址信号，而另一时刻某一时刻该线路上传输的是地址信号，而另一时刻传输的是数据信号或总线命令。传输的是数据信号或总线命令。（6 6）总线控制方式：有）总线控制方式：有突发传输、并发工作、自动配突发传输、并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等项内容。置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等项内容。（7 7）其他指标：还有）其他指标：还有总线的同步方式、信号线数、负总线的同步方式、信号线数、负载能力和电源电压，能否扩展载能力和电源电压，能否扩展6464位宽度等。位宽度等。9.1.2 9.1.2 总线分类和总线标准总线分类
8、和总线标准 按各类总线的结构和连接对象及范围的不同，可按各类总线的结构和连接对象及范围的不同，可分为以下三类总线：分为以下三类总线：（1 1）微处理器片内总线微处理器片内总线 （2 2）内总线内总线 （3 3）外部总线外部总线第7章 PowerPoint （1 1）微处理器片内总线）微处理器片内总线 主要用于芯片级的互连，是指在微处理器芯片内部主要用于芯片级的互连，是指在微处理器芯片内部各单元之间传输信息的总线。各单元之间传输信息的总线。如微处理器内部的控制器、运算器、寄存器之间，如微处理器内部的控制器、运算器、寄存器之间，以及系统主板上的以及系统主板上的CPUCPU、存储器、接口电路之间的连
9、、存储器、接口电路之间的连接，就是采用片内总线来实现，有时也称为局部总线。接，就是采用片内总线来实现，有时也称为局部总线。第7章 PowerPoint （2 2）内总线）内总线 也称为板级总线或系统总线，实现也称为板级总线或系统总线，实现微机系统与各微机系统与各种扩展插件板之间的相互连接，是微机系统所特有的种扩展插件板之间的相互连接，是微机系统所特有的总线，一般用于模板之间的连接，在微型计算机主板总线，一般用于模板之间的连接，在微型计算机主板上的各种扩展插槽都属于内总线。上的各种扩展插槽都属于内总线。例如例如STDSTD总线、总线、ISAISA总线、总线、VESAVESA总线、总线、PCIPC
10、I总线等。总线等。第7章 PowerPoint（3 3）外部总线外部总线 也称为通信总线，微型计算机之间或微型计算机也称为通信总线，微型计算机之间或微型计算机与外部设备之间进行通信的总线，主要用于设备级与外部设备之间进行通信的总线，主要用于设备级的互联。的互联。例如：例如：RS-232CRS-232C总线、总线、RS458RS458总线、总线、USBUSB总线等。总线等。图图9-19-1所示为常见的微型计算机总线层次的典型结构。所示为常见的微型计算机总线层次的典型结构。第7章 PowerPoint图9-1 微型计算机总线层次结构示意图CPUROMRAMI/O接口扩展存储器通信接口打印机接口仪表
11、接口网络接口计算机打印机智能仪表局域网络芯片总线主机板内总线外总线7.4 7.4 动画定义及演示文稿动画定义及演示文稿放映放映 标准总线规定了电气各种信号的标准电平，负载标准总线规定了电气各种信号的标准电平，负载能力和定时关系，也在结构上规定了插件的尺寸规格能力和定时关系，也在结构上规定了插件的尺寸规格和引脚定义，各模块可实现标准连接。和引脚定义，各模块可实现标准连接。目前总线标准有两类：目前总线标准有两类：一类是一类是IEEEIEEE（美国电气及电子工程师协会）标准委员（美国电气及电子工程师协会）标准委员会定义与解释的标准，如会定义与解释的标准，如IEEE-488IEEE-488总线和总线和
12、RS-232CRS-232C串串行接口标准等；行接口标准等；另一类是因广泛应用而被大家接受与公认的标准，如另一类是因广泛应用而被大家接受与公认的标准，如S-100S-100总线、总线、IBM PC/XTIBM PC/XT总线、总线、ISAISA总线、总线、EISAEISA总线、总线、PCIPCI总线等。总线等。4 4 标准总线的特点标准总线的特点7.4 7.4 动画定义及演示文稿动画定义及演示文稿放映放映 XT XT、ATAT（即（即ISAISA）、）、EISAEISA系统总线和系统总线和PCIPCI局部总线等。局部总线等。PCPC总线最早出现在总线最早出现在IBMIBM公司公司1981198
13、1年推出的年推出的PC/XTPC/XT计算计算机中，它是基于机中，它是基于8 8位位DBDB的的80888088处理器，也被称为处理器，也被称为PC/XTPC/XT总线。总线。目前较为流行的目前较为流行的PCIPCI、AGPAGP、IEEE1394IEEE1394、USBUSB等总线等总线技术外，又出现了技术外，又出现了EV6EV6总线、总线、PCI-XPCI-X局部总线、局部总线、NGIONGIO总总线等。线等。9.1.3 9.1.3 微型计算机总线技术的现状和发展趋势微型计算机总线技术的现状和发展趋势9.2 9.2 系统总线系统总线9.2.1 ISA9.2.1 ISA总线总线ISAISA（
14、Industrial Standard ArchitectureIndustrial Standard Architecture）总线：）总线：IBMIBM公司公司l984l984年为推出年为推出PC/XTPC/XT而建立的系统总线标准，而建立的系统总线标准，也叫也叫ATAT总线，是对总线，是对XTXT总线的扩展，以适应总线的扩展，以适应8/168/16位数据位数据总线要求。总线要求。ISA ISA总线在原总线在原XTXT总线总线6262线的基础上再充线的基础上再充3636线而成的线而成的9898根信号线。根信号线。长槽长槽6262个引脚被分为个引脚被分为A A、B B两面，引脚编两面，引脚编
15、号为号为AlAlA31A31和和B1B1B31B31；短槽；短槽3636个引脚被分为个引脚被分为C C、D D两两面，引脚编号为面，引脚编号为C1C1Cl8Cl8和和DlDlD18D18。新增的。新增的3636线与原线与原有的有的6262线之间用一凹槽隔开。线之间用一凹槽隔开。ISAISA总线信号的前总线信号的前6262根信号线按功能可分为时钟与根信号线按功能可分为时钟与定位线、数据总线、地址总线、控制总线、电源与地定位线、数据总线、地址总线、控制总线、电源与地线五大类；后线五大类；后3636根信号线除不提供时钟、定位功能外，根信号线除不提供时钟、定位功能外，其余四类都提供，是前面对应类功能的
16、扩充。其余四类都提供，是前面对应类功能的扩充。9.2.2 EISA9.2.2 EISA总线总线 在在ISAISA总线的基础上，将数据总线宽度从总线的基础上，将数据总线宽度从1616位变为位变为3232位，地址总线宽度从位，地址总线宽度从2424位变为位变为3232位，并具有高速同位，并具有高速同步传送功能。步传送功能。EISAEISA总线具有近总线具有近200200条信号线。条信号线。EISAEISA的信号线可分成的信号线可分成4 4组：地址总线和数据总线组、组：地址总线和数据总线组、数据传送控制组、总线仲裁信号组及其他功能总线组。数据传送控制组、总线仲裁信号组及其他功能总线组。EISAEIS
17、A总线的地址总线为总线的地址总线为3232位，可支持高达位，可支持高达4GB4GB的物的物理地址空间。理地址空间。9.2.3 PCI9.2.3 PCI总线总线PCIPCI总线：外部部件互联总线。总线：外部部件互联总线。PCI V2.0PCI V2.0版本支持版本支持32/6432/64位数据总线，总线时钟为位数据总线，总线时钟为252533MHz33MHz。数据传输率达。数据传输率达132132264MB/s264MB/s。19951995年推出的年推出的PCI V2.11PCI V2.11版本支持版本支持6464位数据总线，总线位数据总线，总线速度为速度为66MHz66MHz，最大数据传输率
18、达，最大数据传输率达528MB/s528MB/s。这个速度。这个速度是最初的是最初的IBM PCIBM PC总线的总线的100100倍，是最快的倍，是最快的ISAISA总线的总线的4040倍，倍，PCIPCI总线的优良性能使它成为当前总线的优良性能使它成为当前PentiumPentium系列芯系列芯片的最佳选择。片的最佳选择。1 1 PCIPCI总线的特点总线的特点（1 1）采用数据线和地址线）采用数据线和地址线复用结构复用结构，目标设备可用，目标设备可用4747引脚，总线主控设备可采用引脚，总线主控设备可采用4949引脚。引脚。（2 2）提供）提供5V5V和和3.3V3.3V，可在两种环境中
19、根据需要转换。，可在两种环境中根据需要转换。（3 3）允许）允许3232位与位与6464位器件相互协作。位器件相互协作。（4 4）允许）允许PCIPCI局部总线扩展卡和元件进行自动配置，局部总线扩展卡和元件进行自动配置，提供了即插即用的能力。提供了即插即用的能力。（5 5）PCIPCI总线独立于处理器，工作频率与总线独立于处理器，工作频率与CPUCPU时钟无关，时钟无关，可以支持多机系统。可以支持多机系统。（6 6）高传输率。可扩充到）高传输率。可扩充到6464位（频率为位（频率为66MHz66MHz），传），传输率达输率达132 MB/s132 MB/s528MB/s528MB/s。（7 7
20、）高效率。支持无限读写突发方式、支持并发工作。）高效率。支持无限读写突发方式、支持并发工作。2 2 PCIPCI总线信号的定义总线信号的定义PCIPCI总线规定了两种总线规定了两种PCIPCI扩展卡及连接器：扩展卡及连接器：一种称为长卡，另一种称为短卡，长卡提供一种称为长卡，另一种称为短卡，长卡提供6464位接口，位接口，插槽插槽A A、B B两边共定义了两边共定义了188188个引脚；短卡提供个引脚；短卡提供3232位接口，位接口，插槽插槽A A、B B两边共定义了两边共定义了124124个引脚。电源、地、未定义个引脚。电源、地、未定义引脚，其余信号按功能分类列于图引脚，其余信号按功能分类列
21、于图9-29-2中。中。3 3 PCIPCI总线的系统结构总线的系统结构 PCIPCI总线为主的层次化局部总线，包括总线为主的层次化局部总线，包括CPUCPU总线、总线、PCIPCI总线、总线、ISA/EISAISA/EISA总线和总线和AGPAGP总线。总线。PCIPCI桥路是一个桥路是一个PCIPCI总线控制器，一边连接总线控制器，一边连接CPUCPU总线，总线，另一边通过另一边通过PCIPCI总线连接总线连接CPUCPU访问相对频繁、速度较快访问相对频繁、速度较快的主存储器、高速图形适配器等，使的主存储器、高速图形适配器等，使PCIPCI总线上的设备总线上的设备与与CPUCPU并行、独立
22、地工作，互不影响。并行、独立地工作，互不影响。标准总线桥可扩展标准总线桥可扩展ISA/EISAISA/EISA总线。总线。PCIPCI桥的主要功能：桥的主要功能：（1 1）一个低延迟的访问通路，从而使处理器能够直接）一个低延迟的访问通路，从而使处理器能够直接访问通过它映射于存储器空间或访问通过它映射于存储器空间或I/OI/O空间的空间的PCIPCI设备。设备。（2 2）能使）能使PCIPCI主设备直接访问主存储器的高速通路。主设备直接访问主存储器的高速通路。（3 3）数据缓冲功能，可以使）数据缓冲功能，可以使CPUCPU与与PCIPCI总线上的设备并总线上的设备并行工作而不必相互等待。行工作而
23、不必相互等待。（4 4）使）使PCIPCI总线的操作与总线的操作与CPUCPU总线分开，实现了总线分开，实现了PCIPCI总总线的全部驱动控制。线的全部驱动控制。9.2.4 AGP9.2.4 AGP总线总线IntelIntel公司在公司在19971997年推出了高速图形接口的局部总线标年推出了高速图形接口的局部总线标准准AGPAGP（Accelerated Graphics PortAccelerated Graphics Port）总线。总线。主要特点：主要特点：1 1）具有双重驱动技术，允许在一个总线周期内传输两）具有双重驱动技术，允许在一个总线周期内传输两次数据。次数据。2 2）在总线上
24、可实现地址）在总线上可实现地址/数据多路复用，把数据多路复用，把3232位的数位的数据总线给图形加速器使用。据总线给图形加速器使用。3 3）一）一个典型的排队可处理个典型的排队可处理1212个以上的请求，大大加快个以上的请求，大大加快了数据传输的速度。了数据传输的速度。4 4）把图形接口绕行到）把图形接口绕行到AGPAGP通道上，解决了通道上，解决了PCIPCI带宽问题，带宽问题，使使PCIPCI有更多的能力负责其他数据传输。有更多的能力负责其他数据传输。1.1.概述概述 AGPAGP是为提高视频带宽而设计的总线规范。是为提高视频带宽而设计的总线规范。视频信号的传输速率可以从视频信号的传输速率
25、可以从PCIPCI的的l33Mb/sl33Mb/s提高到提高到266Mb/s266Mb/s（1X1X模式）、模式）、533Mb/s533Mb/s（2X2X模式）、模式）、1066Mb/s1066Mb/s（4X4X模式）或模式）或2133Mb/s2133Mb/s（8X8X模式）。模式）。AGPAGP能够在主内存与显示卡之间提供一条直接通道，能够在主内存与显示卡之间提供一条直接通道，使使3D3D图形数据不经图形数据不经PCIPCI总线，总线，直接送入显示子系统直接送入显示子系统，由，由此突破了此突破了PCIPCI总线形成的系统瓶颈、提高了微型计算机总线形成的系统瓶颈、提高了微型计算机的的3D3D图
26、形的处理能力，图形的处理能力，AGPAGP是用于加速图形显示的一个是用于加速图形显示的一个专用总线接口。专用总线接口。AGPAGP仅在仅在AGPAGP控制芯片和控制芯片和AGPAGP显示卡之间提供了点到显示卡之间提供了点到点的连接。点的连接。AGPAGP总线的系统结构如图总线的系统结构如图9-49-4所示。所示。2.AGP2.AGP的性能特点：的性能特点：（1 1）数据读写操作的流水线操作。）数据读写操作的流水线操作。（2 2）具有）具有2X2X、4X4X、8X8X数据传输频率。数据传输频率。（3 3）直接内存执行）直接内存执行DIMEDIME。（4 4）地址信号与数据信号分离。）地址信号与数
27、据信号分离。（5 5）并行操作。在）并行操作。在CPUCPU访问系统访问系统RAMRAM的同时允许的同时允许AGPAGP显显示卡访问示卡访问AGPAGP内存，显示卡可以独享内存，显示卡可以独享AGPAGP总线带宽，从总线带宽，从而进一步提高了系统性能。而进一步提高了系统性能。4.PCI4.PCI和和AGPAGP的比较的比较AGPAGP总线采用地址和数据多路复用；总线采用地址和数据多路复用；AGPAGP系统由于显系统由于显示卡通过示卡通过AGPAGP芯片组与主内存相连，把占用了芯片组与主内存相连，把占用了PCIPCI总总线大量带宽的显示卡移到线大量带宽的显示卡移到AGPAGP上是非常必要的。上是
28、非常必要的。9.2.5 9.2.5 新型总线新型总线PCI ExpressPCI Express1.I/01.I/0总线的瓶颈总线的瓶颈 3D3D图形加速卡、千兆位以太网卡、图形加速卡、千兆位以太网卡、IEEE 1394IEEE 1394、移、移动对接设备及其他附件的发展，以及它们所需要的更动对接设备及其他附件的发展，以及它们所需要的更大带宽，大带宽，PCIPCI总线无法总线无法及时处理这些设备所发送的并发及时处理这些设备所发送的并发/多路数据流。多路数据流。如如AGPAGP接口，芯片接口，芯片组的组的HUB LinkHUB Link、V-LinkV-Link等技术。等技术。IntelInte
29、l等开发的等开发的PCI ExpressPCI Express（原名（原名3GIO3GIO，第，第3 3代代I/OI/O总线）就是一种新型的高速串行总线）就是一种新型的高速串行I/OI/O互连接口，主要用互连接口，主要用于于台式机、服务器、通信和嵌入式系统台式机、服务器、通信和嵌入式系统中。中。数据流量大的数据流量大的I/O用专门接口用专门接口2.PCI Express2.PCI Express概述概述 导线数量减少了将近导线数量减少了将近75%75%，速度是，速度是PCI-X2.0PCI-X2.0的两倍，的两倍，而且易扩充。而且易扩充。采用点对点技术采用点对点技术 在点对点架构基础上为高速接
30、入设备提供了交换器在点对点架构基础上为高速接入设备提供了交换器控制单元，主要作用是对高速控制单元，主要作用是对高速PCI ExpressPCI Express设备之间的设备之间的点对点通信进行管理和控制。点对点通信进行管理和控制。3 3 PCI ExpressPCI Express的系统结构的系统结构 5 5层层PCI ExpressPCI Express类似类似OSIOSI网络模型。网络模型。PCI ExpressPCI Express兼容兼容PCIPCI寻址模型。寻址模型。PCI ExpressPCI Express的分层结构的分层结构模型如图模型如图9-59-5。9.3 9.3 外总线外
31、总线9.3.1 RS-232C9.3.1 RS-232C总线总线 RS-232CRS-232C总线是一种串行的外部总线，利用它进总线是一种串行的外部总线，利用它进行计算机和终端的近距离串行通信。行计算机和终端的近距离串行通信。1.1.RS-232CRS-232C总线引脚说明总线引脚说明2.2.RS-232CRS-232C总线规定有总线规定有2525个引脚，使用了个引脚，使用了2121个引脚，个引脚，图图9-69-6中给出了中给出了RS-232CRS-232C的标准管脚图，各信号线的标准管脚图，各信号线说明如下：说明如下：2.2.电平转换电平转换计算机接口芯片中大采用计算机接口芯片中大采用TTL
32、TTL或或CMOSCMOS电平，电平，RS-232CRS-232C采用负逻辑，采用负逻辑，+3+3+25V+25V之间任意电压表示逻之间任意电压表示逻辑辑“0”0”，-3-3-25V-25V之间的任意电压表示逻辑之间的任意电压表示逻辑“1”1”。在实际应用中，电平常为在实际应用中，电平常为12V12V或或15V15V。MCl488MCl488、MCl489MCl489和运放电路实现电平转换。和运放电路实现电平转换。MCl488MCl488转换器输入为转换器输入为TTLTTL电平，输出则与电平，输出则与RS-232CRS-232C电平电平兼容。其供电电压为兼容。其供电电压为15V15V或或12V
33、12V，以便满足，以便满足RS-232CRS-232C信号信号电平的规定。原理图如图电平的规定。原理图如图9-79-7所示。所示。MCl489MCl489的输出为的输出为TTLTTL电平，输入与电平，输入与RS-232CRS-232C兼容，只要兼容，只要求求+5V+5V供电，即使超过供电，即使超过15V15V也可以接收。其原理图如图也可以接收。其原理图如图9-89-8所示。所示。图图 9-7 MC1488原理图原理图图图 9-8 MC1489原理图原理图图图9-99-9为常用的几种电平转换电路。为常用的几种电平转换电路。10127141+12V-12VINC1IND2IND2INC1M C14
34、88M C1489RS-232C11 OUTD8 OUTCTxDRxDRTSDSR10 INC13 INDGNDOUTCOUTD+5V18113142346（c）使 用 1488、1489的 电 平 转 换 电 路3.RS-232C3.RS-232C总线的几种用法总线的几种用法RS-232CRS-232C总线的接口信号可以用多种方法形成，特别是总线的接口信号可以用多种方法形成，特别是各微机芯片生产厂家提供了多种芯片，使实现该总线各微机芯片生产厂家提供了多种芯片，使实现该总线变得非常容易，如图变得非常容易，如图9-109-10所示。所示。图9-10 几种常用的RS-232C接口连线图（e）标准系
35、统RS-232C123456782022RS-232C1234567820229.3.2 IEEE-4889.3.2 IEEE-488总线总线IEEE-488IEEE-488总线是一种并行外部总线，可实现系统之间总线是一种并行外部总线，可实现系统之间的通信，而不是模块板之间的数据交换。的通信，而不是模块板之间的数据交换。使用使用2424线组合插头，采用负逻辑工作，最多可挂接线组合插头，采用负逻辑工作，最多可挂接1414台设备。台设备。IEEE-488IEEE-488总线各引脚信号可分为三类：总线各引脚信号可分为三类：数据数据线、联络信号线和控制信号线，各引脚的定义如线、联络信号线和控制信号线，
36、各引脚的定义如表表9-69-6所示。所示。1.1.数据线数据线D8D8D1D1用于传输设备地址、数据及命令信息。用于传输设备地址、数据及命令信息。2.2.联络信号线（握手信号线）联络信号线（握手信号线）DAVDAV：发送器控制的数据有效信号线。：发送器控制的数据有效信号线。NRFDNRFD：接收器控制端未准备好接收数据信号。：接收器控制端未准备好接收数据信号。NDACNDAC：接收器控制端未接收完数据信号。：接收器控制端未接收完数据信号。3.3.控制线控制线ATNATN：由控制器产生，指数据线的信息种类。置：由控制器产生，指数据线的信息种类。置0 0，数，数据线传送的命令或地址信息；置据线传送
37、的命令或地址信息；置1 1，数据线传送的是数，数据线传送的是数据信息。据信息。EOIEOI：结束或识别信号。：结束或识别信号。SRQSRQ：服务请求信号。：服务请求信号。RENREN：远：远程控制信号。程控制信号。PGNDPGND：机壳接地线。：机壳接地线。GNDGND：信号接地线。：信号接地线。无地址线、命令线无地址线、命令线9.3.3 SCSI9.3.3 SCSI总线总线SCSISCSI总线是小型计算机系统接口总线。总线是小型计算机系统接口总线。使用范围：磁盘、光盘使用范围：磁盘、光盘、CD-ROMCD-ROM、磁带、扫描仪、打、磁带、扫描仪、打印机等设备。印机等设备。SCSISCSI总线
38、的设备可分为两大类：总线的设备可分为两大类：启动设备和目标设备启动设备和目标设备。启动设备是发命令的设备。启动设备是发命令的设备。目标设备是接收主机执行命令的设备。目标设备是接收主机执行命令的设备。SCSISCSI总线上的设备可以是启动设备，也可以是目标设总线上的设备可以是启动设备，也可以是目标设备。备。9.3.4 USB9.3.4 USB总线总线1.USB1.USB总线的特点总线的特点 通用串行总线通用串行总线USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus），是），是一种支持即插即用的新型串行接口。一种支持即插即用的新型串行接口。数据传输率可达
39、数据传输率可达4Mb/s4Mb/sl2Mb/sl2Mb/s，还可为，还可为外设提供支外设提供支持。持。USBUSB总线特点：总线特点：（1 1）易于操作、连接，采用四线电缆。）易于操作、连接，采用四线电缆。（2 2）支持热插拔和即插即用）支持热插拔和即插即用PNPPNP（Plug and PlayPlug and Play）。）。（3 3）传输线中的两条电源线可以提供）传输线中的两条电源线可以提供5V5V电源供电源供USBUSB设设备使用，提供备使用，提供100mA100mA的电流，而带电源的的电流，而带电源的USB HUBUSB HUB使得使得每个接口可以提供每个接口可以提供500mA500
40、mA的电流。的电流。（4 4）可适应各种不同类型的外设，）可适应各种不同类型的外设，USBUSB在满足带宽的在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。情况下才进行该类型的数据传输。（5 5）可传输）可传输4 4种不同的数据类型。最多支持种不同的数据类型。最多支持127127个设备。个设备。由于计算机的由于计算机的USBUSB接口有限，必须用接口有限，必须用USB HUBUSB HUB增加分支，增加分支，最多最多可提供可提供7 7个分支。个分支。2.2.数据传输类型数据传输类型（1 1）控制（）控制（ControlControl）传输方式：双向传输，传输的）传输方式：双向传输，传输的控制信号，指
41、被控制信号，指被USBUSB系统软件用来进行查询、配置和给系统软件用来进行查询、配置和给USBUSB设备发送通用的命令。设备发送通用的命令。（2 2）同步（）同步（IsochronousIsochronous）传输方式：提供确定的带）传输方式：提供确定的带宽和时间间隔。宽和时间间隔。（3 3）中断（）中断（InterruptInterrupt）传输方式：用于定时查询设）传输方式：用于定时查询设备是否有中断数据要传输。备是否有中断数据要传输。（4 4）批量（）批量（BulkBulk）传输方式：应用在大量传输和接收）传输方式：应用在大量传输和接收数据上，没有带宽和时间间隔的要求，保证传输数据数据上
42、，没有带宽和时间间隔的要求，保证传输数据正确无误。在传输中的优先级很低，打印机、数码相正确无误。在传输中的优先级很低，打印机、数码相机和扫描仪就属于这种类型。机和扫描仪就属于这种类型。3.USB3.USB总线的拓扑结构总线的拓扑结构USBUSB的物理连接是一个星型结构，的物理连接是一个星型结构，HUBHUB（集线器）位（集线器）位于每个星形结构的中心。于每个星形结构的中心。（1 1）USBUSB主机：主机：USBUSB系统中只有一个主机。主机系统的系统中只有一个主机。主机系统的USBUSB接口称为接口称为USBUSB主控制器。可以是硬件、固件或软件主控制器。可以是硬件、固件或软件的联合体。而集
43、线器是集成在主机系统中的，可以提的联合体。而集线器是集成在主机系统中的，可以提供一个或多个的供一个或多个的接入端口。接入端口。（2 2）USBUSB设备：设备：USBUSB设备是设备是USBUSB协议的具体实现，主要协议的具体实现，主要包括集线器和功能部件。包括集线器和功能部件。集线器：提供用以访问集线器：提供用以访问USBUSB总线的更多的接入点。总线的更多的接入点。功能部件：向系统提供特定的功能，如功能部件：向系统提供特定的功能，如ISDNISDN连接设连接设备、鼠标、显示器等。备、鼠标、显示器等。4.USB4.USB系统的构成系统的构成 5 5个部分：控制器、控制器驱动程序、个部分：控制
44、器、控制器驱动程序、USBUSB芯片驱动芯片驱动程序、程序、USBUSB设备、针对不同设备、针对不同USBUSB设备的驱动程序。设备的驱动程序。各部分的主要功能：各部分的主要功能：（1 1）控制器：负责执行由控制器驱动程序发出的命令。）控制器：负责执行由控制器驱动程序发出的命令。（2 2）控制器驱动程序：控制器与）控制器驱动程序：控制器与USBUSB设备间的通信信设备间的通信信道。道。（3 3）USBUSB芯片驱动程序：提供对芯片驱动程序：提供对USBUSB的支持。的支持。（4 4）USBUSB设备：包括与设备：包括与PCPC相连的相连的USB HUBUSB HUB及设备。及设备。（5 5）U
45、SBUSB设备驱动程序，是用来驱动设备驱动程序，是用来驱动USBUSB设备的程序。设备的程序。操作系统或操作系统或USBUSB设备制造商提供。设备制造商提供。5.USB5.USB总线的电气特性和机械特性总线的电气特性和机械特性（1 1）电气特性）电气特性USBUSB总线通过一条四芯电缆传送电源和数据，总线通过一条四芯电缆传送电源和数据，VBUSVBUS和和GNDGND用来向设备提供电源。用来向设备提供电源。D+D+和和D-D-是发送和接收数据的半双工差分信号线，时钟是发送和接收数据的半双工差分信号线，时钟信号也被编码在这对数据线中传输。信号也被编码在这对数据线中传输。（2 2）机械特性）机械特
46、性USBUSB连接器分为连接器分为A A系列和系列和B B系列两种：系列两种：A A系列用于和主机连接。系列用于和主机连接。B B系列用于和系列用于和USBUSB设备的连接。设备的连接。7.USB7.USB设备的接入和应用设备的接入和应用（1 1）操作系统对）操作系统对USBUSB的支持：的支持：当设备连接或从当设备连接或从USBUSB中撤除，能自动检测出来。中撤除，能自动检测出来。与新连接的设备通信，可找到通信的方法。与新连接的设备通信，可找到通信的方法。提供软件驱动与计算机的提供软件驱动与计算机的USBUSB硬件以及访问硬件以及访问USBUSB的外的外设的应用程序通信。设的应用程序通信。（
47、2 2）主机对）主机对USBUSB的支持：必须激活主机板的支持：必须激活主机板BIOSBIOS中的中的USBUSB功能。功能。（3 3）USBUSB设备的热插拔设备的热插拔当接入一个当接入一个USBUSB设备后，操作系统会自动检测到该硬件设备后，操作系统会自动检测到该硬件设备，如设备首次接入系统，设备，如设备首次接入系统，WindowsWindows还需定位驱动。还需定位驱动。（4 4）USBUSB设备的应用设备的应用9.3.5 IEEE13949.3.5 IEEE1394总线总线IEEE1394IEEE1394是一种高性能的串行总线。是一种高性能的串行总线。主要是带宽要求超过主要是带宽要求超
48、过l00kb/sl00kb/s的硬盘和视频外设，利用的硬盘和视频外设，利用同样的同样的4 4条信号线。可以同步传输，也支持异步传输。条信号线。可以同步传输，也支持异步传输。这这4 4根信号线分为差模时钟信号线对和差模数据线对。根信号线分为差模时钟信号线对和差模数据线对。1.IEEE13941.IEEE1394的特点及拓扑结构的特点及拓扑结构特点：特点：（1 1）高传输速率：）高传输速率：IEEE1394IEEE1394的传输速率可达到的传输速率可达到100Mb/s100Mb/s、200Mb/s200Mb/s、400Mb/s400Mb/s。（2 2）采用）采用同步传输和异步传输同步传输和异步传输
49、两种数据传输模式：两种数据传输模式：同步传输模式具有固定的带宽、比特间隔及起始时间，同步传输模式具有固定的带宽、比特间隔及起始时间，数据传输是在通信双方事先建立好的专有带宽上进行，数据传输是在通信双方事先建立好的专有带宽上进行，适合传送语音及视频信号；适合传送语音及视频信号；异步传输是在总线处于空闲时才得以实施，接收方通异步传输是在总线处于空闲时才得以实施，接收方通过向发送方返回确认应答包来保证数据传输的可靠性。过向发送方返回确认应答包来保证数据传输的可靠性。（3 3）可实现即插即用并支持热插拔。）可实现即插即用并支持热插拔。2.IEEE13942.IEEE1394的寻址的寻址设备地址设备地址
50、6464位宽，占用位宽，占用1010位作为网络位作为网络IDID号，号，6 6位用做节位用做节点号，点号，4848位用做内部编址。可得到总共位用做内部编址。可得到总共6464个节点，每个节点，每个节点上有个节点上有10241024个网络个网络IDID号，每个号，每个IDID号又具有号又具有256TB256TB的的内存编址。内存编址。内存内存编址可以编址可以把设备资源当作寄存器或把设备资源当作寄存器或内存，。内存，。每一每一个总线段称作一个节点，可对节点分别编址、复位和个总线段称作一个节点，可对节点分别编址、复位和校验，许多节点在物理上形成一个模块，多个端口又校验，许多节点在物理上形成一个模块，
