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1、第3章 微型计算机总线系统,本章主要内容： 微型计算机总线概述 微型计算机常见的系统总线 微型计算机常见的外部总线,1 概述,一、什么是总线？,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。,二、总线的组成,传输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控制或状态信号,提供接口卡与外接设备所需的电源,三、总线的分类,四、总线的标准化与总线的性能指标,2.总线的性能指标 (1)总线宽度：即总线位宽 ，能同时传送数据的二进制位数 ，单位为位(bit) 。 (2)总线频率
2、 :一秒钟能够传送数据的次数，通常用MHz表示 。 (3)总线带宽:每秒钟总线上可传送的数据总量，通常以MB/s为单位。,1.总线的标准化 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； 功能特性：功能特性描述总线中每一根线的功能 ； 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 ； 规程特性：定义各条物理线路的工作规程和时序关系。,不同厂商生产的相同功能的部件互换使用 要求总线标准化。,总线带宽(总线宽度/8位)总线频率,五、总线数据传输的过程,单周期方式 突发数据传输,静态仲裁（USB） 动态仲裁（PCI）,一、微型计算机总线的发展： 1981年PC/XT使用的XT总线
3、或PC总线（8位） 1984年PC/AT使用的AT总线即ISA总线（16位） 1988年386使用的EISA总线（32位） 1989年486使用的VESA总线（32位局部总线） 1993年Pentium使用的PCI总线（32位） 1997年后PII使用的AGP总线（32位） 1999年Pentium III/4使用的PCI-X总线(扩展的PCI总线） 2002年Pentium 4 使用的PCI Express总线*（串行） 1995年USB总线（外部串行总线） 1995年1394总线（火线，外部高速串行总线）,2 常用系统总线,二、PC/XT总线： 1. PC/XT总线简介 PC/XT总线专指
4、IBM 公司1981年推出的基于准16位机PC/XT机使用的总线，也称为8位ISA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： (1) PX/XT总线支持1KB的I/O地址空间、20位存储器地址空间、8位数据存取。 (2) 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。 (3)除满足特殊需要的12V电源外，其他信号均与TTL电平兼容。,3.PC/XT总线的信号线 地址线：20根 数据线：8根 控制线：21根 状态线：2根,3.PC/XT总线的信号线控制线 AEN：地址允许信号 AL
5、E：地址锁存允许信号 IOR/IOW：I/O读写控制 MEMR/MEMW：存储器读写控制 T/C：DMA终止计数信号 DRQ3DRQ1：DMA请求信号 IRQ7IRQ2：中断请求信号 DACK3DACK0：DMA响应信号 RESET：系统复位信号。,3.PC/XT总线的信号线状态线 IOCHRDYI/O通道准备好 IOCHCKI/O通道检查信号,三、ISA总线： 1. ISA总线简介 ISA（Industry Standard Architecture）总线是于1984年由Intel、IEEE和EISA集团联合开发出的工业标准体系结构总线。 2. ISA总线的特点： (1) 总线支持力强，支持
6、64KB的I/O地址空间、24位存储器地址空间、8/16位数据存取、15级硬件中断、7个DMA通道等。 (2) 16位ISA总线是一种多主控（Multi Master）总线，可通过系统总线扩充槽中的MASTER的信号线实现。 (3) 支持8种类型的总线周期，分别为8/16位的存储器读周期、8/16位的存储器写周期、8/16位的I/O读/写周期、8/16位的I/O读/写周期、中断请求和中断响应周期、DMA周期、存储器刷新周期和总线仲裁周期。,3. ISA总线的信号线简介,16位/8位总线，用于286P4 数据宽度=16位，总线频率=8MHz，数据传输率=16MB/S,3. ISA总线的信号线简介
7、,四、PCI (Peripheral Component Interconnect) 总线简介：,32位总线，用于Pentium 以后,是一种通用局部总线， 不受CPU限制数据宽度=32位，总线频率=33MHz， 数据传输率=132MB/S升级可达264MB/S（64位数据宽度）,PCI总线简介：,一、RS-232总线简介： RS-232总线是由美国电子工业联合会与Bell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信。 RS-232的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。工业控制的RS-232口一般只使用
8、RXD、TXD、GND三条线。RS-232总线的详细内容请参阅第12章。,3 常用外设总线,二、IEEE1394总线： IEEE1394简介： IEEE1394是Apple公司1993年首先提出，用来取代SCSI的高速串行总线“Fire Wire”的，IEEE协会于1995年12月正式接纳成为一个工业标准，全称是IEEE1394高性能串行总线标准（IEEE1394 High Performance Serial BUS Standart）。 2.IEEE1394的主要特点： 优越的实时性； 连接方便，支持热插拔、即插即用功能； 总线直接提供电源； 通用性强。,3. IEEE1394总线的接口信号：,三、USB通用串行总线： 1. USB总线简介： USB（Universal Serial Bus）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,实现资源共享和外设的简单快速连接。 2. USB总线的主要特点： 使用方便； 传输速度快； 连接灵活； 独立供电。,2. USB总线的接口信号：,3. USB总线的结构图：,4. USB接口信号示意图：,
