微型計(jì)算機(jī)總線系統(tǒng)ppt課件

1、第3章 微型計(jì)算機(jī)總線技術(shù)本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：微型計(jì)算機(jī)總線概述微型計(jì)算機(jī)總線概述微型計(jì)算機(jī)常見的系統(tǒng)總線微型計(jì)算機(jī)常見的系統(tǒng)總線微型計(jì)算機(jī)常見的外部總線微型計(jì)算機(jī)常見的外部總線1 概述概述一、什么是總線？一、什么是總線？二、總線的組成二、總線的組成傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的數(shù)據(jù)信息傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的數(shù)據(jù)信息傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的地址信息傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的地址信息傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的控制或形狀信號(hào)傳輸計(jì)算機(jī)內(nèi)部一切的控制或形狀信號(hào)1 概述概述三、總線的分類三、總線的分類1 概述概述按照總線在微機(jī)構(gòu)造中所處的位置按照總線在微機(jī)構(gòu)造中所處的位置, ,可分為：可分為： 片內(nèi)總線：片內(nèi)總線：CPU

2、CPU芯片內(nèi)部各功能單元電路之間傳送信息用芯片內(nèi)部各功能單元電路之間傳送信息用的總線。的總線。芯片總線片級(jí)總線：同一塊電路板上芯片總線片級(jí)總線：同一塊電路板上CPUCPU芯片與外圍芯片與外圍芯片之間的互連。芯片之間的互連。系統(tǒng)總線板級(jí)總線：微機(jī)特有的一種總線。微機(jī)系系統(tǒng)總線板級(jí)總線：微機(jī)特有的一種總線。微機(jī)系統(tǒng)多數(shù)采用模塊構(gòu)造，一個(gè)模塊就是一個(gè)電路板，各電統(tǒng)多數(shù)采用模塊構(gòu)造，一個(gè)模塊就是一個(gè)電路板，各電路板的插座之間就是采用系統(tǒng)總線銜接的。系統(tǒng)總線一路板的插座之間就是采用系統(tǒng)總線銜接的。系統(tǒng)總線一定是規(guī)范化的，可通用的，必需服從某一總線規(guī)范。定是規(guī)范化的，可通用的，必需服從某一總線規(guī)范。 外部

3、總線外總線：用于微機(jī)系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)或外部總線外總線：用于微機(jī)系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)或用于微機(jī)系統(tǒng)與電子儀器和其它設(shè)備的銜接。外部總線用于微機(jī)系統(tǒng)與電子儀器和其它設(shè)備的銜接。外部總線不是微機(jī)所特有的，而是借用了電子工業(yè)的總線規(guī)范，不是微機(jī)所特有的，而是借用了電子工業(yè)的總線規(guī)范，如串行總線如串行總線EIA-RS232EIA-RS232等。等。 四、總線的規(guī)范化與總線的性能目的四、總線的規(guī)范化與總線的性能目的不同廠商消費(fèi)的一樣功能的部件互不同廠商消費(fèi)的一樣功能的部件互換運(yùn)用換運(yùn)用 要求總線規(guī)范化。要求總線規(guī)范化。1 概述概述五、總線數(shù)據(jù)五、總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程傳輸?shù)倪^程1 概述概述一、微型計(jì)算機(jī)總線的

4、開展：一、微型計(jì)算機(jī)總線的開展：1981年年P(guān)C/XT運(yùn)用的運(yùn)用的XT總線或總線或PC總線總線8位位1984年年P(guān)C/AT運(yùn)用的運(yùn)用的AT總線即總線即ISA總線總線16位位1988年年386運(yùn)用的運(yùn)用的EISA總線總線32位位1989年年486運(yùn)用的運(yùn)用的VESA總線總線32位部分總線位部分總線1993年年P(guān)entium運(yùn)用的運(yùn)用的PCI總線總線32位位1997年后年后PII運(yùn)用的運(yùn)用的AGP總線總線32位位1999年年P(guān)entium III/4運(yùn)用的運(yùn)用的PCI-X總線總線(擴(kuò)展的擴(kuò)展的PCI總線總線2002年年P(guān)entium 4 運(yùn)用的運(yùn)用的PCI Express總線串行總線串行1995年

5、年USB總線外部串行總線總線外部串行總線1995年年4總線火線，外部高速串行總線總線火線，外部高速串行總線2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線二、二、PC/XT總線：總線：1. PC/XT總線簡介總線簡介 PC/XT總線專指總線專指IBM 公司公司1981年推出的基于準(zhǔn)年推出的基于準(zhǔn)16位機(jī)位機(jī)PC/XT機(jī)運(yùn)用的總線，也稱為機(jī)運(yùn)用的總線，也稱為8位位ISA總線，總線，它是微型計(jì)算機(jī)系列總線開展的起點(diǎn)它是微型計(jì)算機(jī)系列總線開展的起點(diǎn) 。2.PC/XT總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：(1) PX/XT總線支持總線支持1KB的的I/O地址空間、地址空間、20位存儲(chǔ)器地位存儲(chǔ)器地址空間、址空間、8位數(shù)據(jù)存取。位數(shù)據(jù)存

6、取。(2) 每個(gè)雙列擴(kuò)展槽有每個(gè)雙列擴(kuò)展槽有62個(gè)引腳，代表不同信號(hào)。每個(gè)個(gè)引腳，代表不同信號(hào)。每個(gè)擴(kuò)展槽對(duì)應(yīng)管腳意義一樣的連在一同，再連到總線擴(kuò)展槽對(duì)應(yīng)管腳意義一樣的連在一同，再連到總線的相應(yīng)信號(hào)線上，故接口卡可插于恣意擴(kuò)展槽中。的相應(yīng)信號(hào)線上，故接口卡可插于恣意擴(kuò)展槽中。 (3)除滿足特殊需求的除滿足特殊需求的12V電源外，其他信號(hào)均與電源外，其他信號(hào)均與TTL電電平兼容。平兼容。2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線3.PC/XT總線的信號(hào)線總線的信號(hào)線地址線：地址線：20根根數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線：8根根控制線：控制線：21根根形狀線：形狀線：2根根2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總

7、線3.PC/XT總線的信號(hào)線總線的信號(hào)線控制線控制線AEN：地址允許信號(hào)：地址允許信號(hào) (高電平為高電平為DMA總線周期總線周期)ALE：地址鎖存允許信號(hào)：地址鎖存允許信號(hào)(下降沿鎖存下降沿鎖存) IOR/IOW：I/O讀寫控制讀寫控制MEMR/MEMW：存儲(chǔ)器讀寫控制：存儲(chǔ)器讀寫控制T/C：DMA終止計(jì)數(shù)信號(hào)終止計(jì)數(shù)信號(hào) DRQ3DRQ1：DMA懇求信號(hào)懇求信號(hào) IRQ7IRQ2：中斷懇求信號(hào)：中斷懇求信號(hào) DACK3DACK0：DMA呼應(yīng)信號(hào)呼應(yīng)信號(hào)RESET：系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。：系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線3.PC/XT總線的信號(hào)線總線的信號(hào)線形狀線形狀線IOCH RDYI/O

8、通道預(yù)備好通道預(yù)備好IOCHCKI/O通道校驗(yàn)通道校驗(yàn)OSC: 振蕩信號(hào)振蕩信號(hào)CLK: 時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)三、三、ISA總線：總線：1. ISA總線簡介總線簡介 ISAIndustry Standard Architecture總線是于總線是于1984年由年由Intel、IEEE和和EISA集團(tuán)結(jié)合開發(fā)出的工業(yè)規(guī)范集團(tuán)結(jié)合開發(fā)出的工業(yè)規(guī)范體系構(gòu)造總線。體系構(gòu)造總線。2. ISA總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：(1) 總線支持力強(qiáng)，支持總線支持力強(qiáng)，支持64KB的的I/O地址空間、地址空間、24位存儲(chǔ)器地位存儲(chǔ)器地址空間、址空間、8/16位數(shù)據(jù)存取、位數(shù)據(jù)存取、15級(jí)硬件中斷、級(jí)硬件中斷、7個(gè)個(gè)DMA通

9、道通道等。等。(2) 16位位ISA總線是一種多主控總線是一種多主控Multi Master總線，可經(jīng)總線，可經(jīng)過系統(tǒng)總線擴(kuò)展槽中的過系統(tǒng)總線擴(kuò)展槽中的 的信號(hào)線實(shí)現(xiàn)。的信號(hào)線實(shí)現(xiàn)。 (3) 支持支持8種類型的總線周期，分別為種類型的總線周期，分別為8/16位的存儲(chǔ)器讀周期位的存儲(chǔ)器讀周期、8/16位的存儲(chǔ)器寫周期、位的存儲(chǔ)器寫周期、8/16位的位的I/O讀周期、讀周期、8/16位位的的I/O寫周期、中斷懇求和中斷呼應(yīng)周期、寫周期、中斷懇求和中斷呼應(yīng)周期、DMA周期、存周期、存儲(chǔ)器刷新周期和總線仲裁周期。儲(chǔ)器刷新周期和總線仲裁周期。2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線3. ISA總線的信號(hào)線簡介總線的

10、信號(hào)線簡介2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線A1B1B31A1A31D1A31C1D18C18外內(nèi)10.16138.52.54138.5單位：mm8位插槽16位插槽擴(kuò)展部分16位位/8位總線，用于位總線，用于286P4數(shù)據(jù)寬度數(shù)據(jù)寬度=16位，總線頻率位，總線頻率=8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率，數(shù)據(jù)傳輸率=16MB/S2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線3. ISA總線的信號(hào)線簡介總線的信號(hào)線簡介四、四、PCI (Peripheral Component Interconnect)總線簡介：總線簡介：2 常用系統(tǒng)總線常用系統(tǒng)總線自學(xué)自學(xué)一、一、RS-232總線簡介：總線簡介： RS-232總線是由美國電子工業(yè)結(jié)合會(huì)

11、總線是由美國電子工業(yè)結(jié)合會(huì)與與Bell公司一同開發(fā)的協(xié)議，它已被廣泛公司一同開發(fā)的協(xié)議，它已被廣泛運(yùn)用于微機(jī)與微機(jī)之間、微機(jī)與外部設(shè)備運(yùn)用于微機(jī)與微機(jī)之間、微機(jī)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊。之間的數(shù)據(jù)通訊。 RS-232的全名是的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備DCE之間串之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)規(guī)范。工業(yè)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)規(guī)范。工業(yè)控制的控制的RS-232口普通只運(yùn)用口普通只運(yùn)用RXD、TXD、GND三條線。三條線。RS-232總線的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參總線的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱第閱第12章。章。 3 常用外設(shè)總線常用外設(shè)總線3 常用外設(shè)總線常用外設(shè)總線二、二、I

12、EEE4總線：總線：IEEE4簡介：簡介： IEEE4是是Apple公司公司1993年首先提出，用來取代年首先提出，用來取代SCSI的高速串行總線的高速串行總線“Fire Wire的，的，IEEE協(xié)會(huì)于協(xié)會(huì)于1995年年12月正式接納成為一個(gè)工業(yè)規(guī)范，全稱是月正式接納成為一個(gè)工業(yè)規(guī)范，全稱是IEEE4高性高性能串行總線規(guī)范能串行總線規(guī)范IEEE4 High Performance Serial BUS Standart。2.IEEE4的主要特點(diǎn)：的主要特點(diǎn)：優(yōu)越的實(shí)時(shí)性；優(yōu)越的實(shí)時(shí)性；銜接方便，支持熱插拔、即插即用功能；銜接方便，支持熱插拔、即插即用功能；總線直接提供電源；總線直接提供電源；通用性強(qiáng)。通用性強(qiáng)。3 常用外設(shè)總線常用外設(shè)總線3. IEEE4總線的接口信號(hào)：總線的接口信號(hào)：三、三、USB通用串行總線：通用串行總線：1. USB總線簡介：總線簡介： USBUniversal Serial Bus是一種新型的外設(shè)接口規(guī)范是一種新型的外設(shè)接口規(guī)范，采用通用銜接器和自動(dòng)配置及熱插拔技術(shù)和相應(yīng)的軟件，采用通用銜接器和自動(dòng)配置及熱插拔技術(shù)和相應(yīng)的軟