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1、Compal2Compal51-3. 主機系統內部基本方塊圖說明: 時脈產生器:產生各個系統所需要的時脈，是傳送各種信號及資料的交通工具，以及各系統與系統之間的同步信號，最主要是提供給 CPU 作為系統的處理時脈。 CPU 中央處理單元 :CPU 中央處理單元是整個系統的核心，是整個系統的最高執行單位，負責整個系統資料的處理，執行，控制，運算的功能，整個系統資料處理速度的快慢，取決於 CPU 的工作頻率。 ADDRESS BUS (位址匯流排) :CPU的位址線越多條，即代表主機系統，記憶體擴充能力愈強，自386 CPU 至PENTIUM 系列 CPU 主機其位址線有 A0-A31共有 32
2、條，其定址的 能力有 = 4GB 。 DATA BUS (資料匯流排) :CPU 的資料線越多條，代表每次傳送資料位元數愈多，其資料搬運的速度也愈快，486 的資料線是 32 條，所以是 32位元的電腦，586 ，686 CPU 外部的資料線是 64 條，所以是 64 位元的電腦。資料線愈多條，就像高速公路的線道愈多條 一樣，載運旅客的流通量就愈大，速度就愈快。 CONTROL BUS (控制匯流排) :控制傳送位址信號，資料信號以及下達各種命令信號及控制信號的通道。32 2Compal6 匯流排控制器 :接受 CPU 的命令，執行 CPU 所要傳送的各種控制信號，如位址控制信號 (ALE)、
3、資料控制信號 (DEN)、資料方向控制信號 (DT/R) 以及代替 CPU 下達各種命令，如對記憶體下達讀寫命令 (-MEMR、-MEMW)對 I/O 下達讀寫命令(-IOR、-IOW)、對中斷控制器 (8259) 下達 INTA 命令等，它也是一個執行單位，是總經理，在古時候，它的官位是替皇帝傳達聖旨及命令的太監。 中斷控制器 :8259 是介於 CPU 與外面各種週邊設備溝通的橋樑，當外界的週邊設備，要請求 CPU 來處理資料時候必須經過中斷控制器 8259 來通知 CPU 處理，而且每次只能安排一種週邊設備，目前使用的通道有 IRQ0-IRQ15 共有15 種，如軟碟、硬碟、鍵盤、印表機
4、等是，這些通道，有些是專屬的，有些是大家公用的，同時要求處理時，中斷控制器還會比大小，大客戶優先，小客戶稍待，所以中斷控制器，是安排各種不同的週客戶與總經理見面的秘書。 主機板 I/O :中斷控器 8259*2。外面的各種周邊設備 (IRQ0-IRQ15)，經中斷控制器的安排請求 CPU 來處理資料，是各週邊與 CPU 溝通的橋樑，但每次僅安排一個週邊與 CPU溝通。 DMA 控制器 8237*2 :外面的週邊設備，不經過中斷控制器 (8259) 通知 CPU 處理資料，而直接由 DMA (8237) 的控制，把週邊設備的資料，直接傳送到記憶體直接傳送到週邊設備，這種資料直接傳送的方式叫作 D
5、MA (DIRECT MEMORY ACCESS)，這種傳送，在大量資料搬運的時候，可以獲得較快的傳輸，但是要做 DMA 的控制以前，必須先獲得 CPU 的同意，整個系統的匯流排控制權交給 DMA 控制器 (8237) 來接管。目前作 DMA 的週邊，有軟碟、新型IDE 界面有 ULTRA DMA33，ULTRA DMA66 快速硬碟 SCSI 硬碟、SCSI 光碟、音效卡、印表機等週邊設備。Compal DMA 頁暫存器 74612 (8237副總經理助理) :當 CPU 把整個系統交給 DMA 控制器 8237 來控制接管時，由於 DMA 控制器定址控制的地盤有限，其它的空間只有 A0-A
6、15=64KB ，但是 CPU 交給 DMA 控制器的地盤是A0-A23=16MB ，所以由 16 組 12BIT DMA 頁暫存器 74612 來 補位 (只用8BIT)，傳送 A16-A23 的位址線，如此可定址每個 DRQ 通道，16MB 中的 64KB (8BIT 週邊介面) 或128KB (16 BIT 週邊介面)。 計時計數器 8254 (輔助時脈產器) :計時/計數 8254 是輔助時脈產生器用硬體電路來除頻無法產生的時脈，而經由 BIOS 用軟體來規劃，產生較小或特殊的 時脈，提供給較小的系統來使用，其產生的時脈，一共有三種:(1)SYSTEM TIMER CLK :系統計時時
7、脈，每隔 55ms 產生一個 CLOCK 時脈，經中斷控制器 8259 的 IRQ0 對 CPU中斷，作為系統計時、時間 的處理。(2)DRAM REFRESH CLK :動態記憶體 DRAM 更新的時脈，每隔15us 產生一個 CLOCK 時脈，對 DRAM 作更新資料之用。 (3)SPEAK CLK :喇叭聲音的時脈，產生各種聲頻的時脈。 COMS IC : 146818 REAL TIMER CLK &CMOS SRAM (全年無休計時員) :CMOS 是 COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTOR 的縮寫，它是 一顆 IC，像 7-11，全年無休，內
8、 部有兩種電路，一種是 REAL TIMER CLK (即時計時時脈)，一種是 CMOS SRAM (靜態RAM)，REAL TIMER CLK 即 時提供電腦的日期 、時間。當電腦開機時，由電腦的電源供應器供電，當電腦關機時，由主機板的電池供電，所以我 們一開機，電腦還是能顯示正確的日期、時間，因為 CMOS IC 全年無休。 7CMOS SRAM (靜態 RAM)，它內部有64/128/256 BYTE 的 SRAM，儲存我們所設定的週邊設備的組態，日期、時間、 硬碟的 TYPE、磁碟的大小等重要的資料，其他有BIOS 的設定、晶片組的設定、電源管理的設定、硬碟的自動偵測設 定等。當我們一
9、開機時，系統 BIOS 會檢查 CMOS 設定的內容與電腦實際的設備是否相符合，假如不符合，則會停住，會叫我 們重新設定 RUN SETUP。 鍵盤控器 8042 :鍵盤控器 8042 是介於鍵盤與 CPU 溝通的橋樑，當我們按鍵時，經鍵盤內部的單晶片傳送鍵盤的掃瞄碼，再經鍵盤控制8042，一方面經中斷控制器 8259 通知 CPU 我們在按鍵，一方面經過 BIOS 將掃瞄碼換為我們所認識的 ASC II 碼 。8Compal1-4 . 什麼叫主機系統的匯流排 (BUS) :匯流排就是在我們整個系統傳送各種不同信號、資料的一種通道，也就是用公共汽車 (BUS) ，來載運旅客的道路，但是 匯流排
10、有不同的用途，用在傳送資料的信號線，我們稱為資料匯流排 (DATA BUS)，用在傳送位址的信號線，我們稱為 位址匯流排 (ADDRESS BRS)，用在傳送控制的信號線，我們稱為控制匯流排 (CONTROL BUS)，這三種匯流排我們統 稱為系統的匯流排 (SYSTEM BUS)。在各種匯流排的中間，設有一些緩衝器 (BUFFER)，這些緩衝器要的目的是作驅動放大的功能，各種信號、資料的傳送 ，從 CPU 到記憶體，到 I/O週邊，路途是那麼遠，好像是從台北到高雄，中間假如沒有這些緩衝器 (BUFFER)來驅動的 話，這些信號可能在中途就拋錨當機。BUFFER 也有隔離的作用，其實就是高速公
11、路的收費站，路段與路段之間就有一個 BUFFER，所以從 CPU 到記憶體， 到 I/O 週邊，緩衝器與緩衝器之間之間就有一些名詞，從 CPU 開始，還沒有經過緩衝器，就稱為 LOCAL BUS (本區域 匯流排)，也就是大台北地區，經過第一個緩衝器(泰山收費站) ，就是 SYSTEM BUS (系統匯流排) 。在整個系統裡面是與我們的 ISA BUS (XT/AT BUS) 的介面卡相連接，也就是桃園中正機場，再經過下一個緩衝器，就 是到記憶體，也就是 MEMORY BUS (記憶體匯流排)，也就是到高雄。系統匯流排也會另設一個緩衝器到另一個系統， 那就是主機內的 I/O (輸入/輸出) 系
12、統，也就是從中橫公路的收費站往東部的花東地區，我們稱為 X BUS (EXTERNAL BUS)，主機板內的 I/O 匯流排，這些 I/O 資料線都是八位元的通道，是以前 XT 主機留下來的電路，所以系統愈龐大則 中間的緩衝器就愈多，也就是路愈遠，中間的收費站就愈多。 9Compal102-1. 主機板 BUS 的種類 : ISA BUS : (XT/AT/386/486/586/686用) INTEGRATE SYSTEM ARCHITECHTURE BUS。ISA BUS 為目前主機板還在使用的 BUS，為以前 XT/AT留下的介面。所以又分 :1.) XT ISA BUS (XT 主機板
13、 8 BIT I/O SLOT)2.) AT ISA BUS (AT 主機板 16 BIT I/O SLOT) EISA BUS :ENHANCED INDUSTRIAL STANDARD ARCHITECTURE BUS。EISA BUS 其主機板 I/O SLOT 為 32 BIT 與 ISA BUS I/O SLOT 共用，但 ISA BUS 在上層，EISA BUS 在下層，此種匯流排較少用。 MCA BUS :MICRO CHANNEL BUS為 IBM PS/2 I/O SLOT 為 32 BIT 但與 ISA BUS 不相容，此種匯流排較少用。 LOCAL BUS :VL BUS
14、 即 VESA LOCAL BUS。VIDEO ELECTRONICS STANDARDS ASSOCIATION 視訊標準協會制定。LOCAL BUS 是與 CPU 的接腳直接相通之 BUS 為 LOCAL BUS 又稱為 CPU BUS，由於 CPU 的速度越來越快，接在擴充槽界面卡的週邊無法大幅度的提升速度，造成穩定度及匹配性較差的特性，因為與 CPU 住在同一個 BUS 直接影響到 CPU 的工作效率，擴充槽不能超過三個，故目前 LOCAL BUS 已淘汰。11Compal12 PCI BUS : (486/586/686 )PERIPHERAL COMPONENT INTERFACE
15、 BUS 。是由 INTEL 、IBM、DEC 公司所制訂，PCI BUS 與 CPU 中間經過一個橋接器 (BRIDGE) 電路，不直接與 CPU 相通之 BUS，故穩定度及匹配性較佳，提升 CPU 的工作效率，擴充槽可達三個以上，為 32 BIT/64 BIT 的匯流排，是目前較新的 586/686 主機板及週邊使用的標準界面版本。 US BUS : 通用串列匯流排UNIVERSAL SEREAL BUS 規格的制訂是由 INTEL、MICROSOFT 等領導世界電腦硬體及軟體的大公司所主導，解決各種週邊接頭不統一的問題，可接127組週邊設備，是未來主機板及週邊面卡大幅度連接頭的改變。 1
16、394 BUS : 1394 高速週邊匯流排為較高速週邊使用之匯流排介面。 AMR BUS : AUDIO/MODEM 匯流排AMR 是AUDIO MODEM RISER 的縮寫，是結合音效 AC97 及 MODEM 功能而升級面卡，最主要是 INTEL 公司為了因應多媒體電腦與低價電腦推動的新規格。 MINI PCI BUS : MINI PCI BUS匯流排也是 PCI BUS 標準延伸的新架構，主要是支援整合通訊週邊設備及通訊設備相關電源管理，行動設計等運用的標準，為通訊設備整合而開發的標準規範。CPU2-2. 主機板界面卡 BUS 架構圖MAIN MEMORYBUFFERON BOARD I/O16 BIT 界面 I/O SLOTSPCI BRIDGEAGP BRIDGECACHE MEMORYAGP VGA CARD8 BIT 界面 I/O SLOTS8 BIT X-BUSAT BUSXT BUSISA BUSSYSTEM BUS8 BIT/16 BIT/32BIT
