计算机硬件技术基础（第三版） 艾德才 第8章 总线技术

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1、总线技术第8章8.1总线的概念8．1．1概念总线是一种数据通道，由系统中各部件所共享。或者说，是在部件与部件之间、设备与设备之间传送信息的一组公用信号线。在主控设备（部件或设备）的控制之下，将发送设备（部件或设备）发出的信息准确地传送给某个接收设备的信号通路。总线的特点在于其公用性，即它可同时挂接多个部件或设备。如果是某两个部件或设备之间专用的信号连线，就不能称之为总线。总线是连接计算机硬件系统内多种设备的通信线路。总线概念中两个常用的技术术语。主控设备（Master）也就是通常所说的总线主控设备，它是一个部件或设备，是控制总线操作的一个部件或设备。总线主控设备一旦被

2、确认就可以对总线进行控制，并能够着手进行数据传送。也就是说，如果一个部件或设备欲向另一个部件或设备发送数据，它就要获得对总线的使用权，成为总线主控设备,才可以通过总线将数据传送给另一个设备。从属设备（Slave）从属设备能够响应在总线上对数据进行传送的请求，但总线从属设备自己不能启动这种在总线上进行数据传送的请求。也就是说，如果一个部件或设备欲接收从总线主控设备发过来的数据，首先必须获得对总线的使用权，答应总线主控设备，并发出可以收数据的响应信号。然后等待总线主控设备发出的数据，并且在控制总线的控制之下接收从数据总线上传送过来的数据。8.1.2总线标准的四个特性①物理

3、特性：物理特性指的是总线物理连接的方式。包括总线的条数、总线的插头、插座是什么形状的、引脚是如何排列的等。②功能特性：功能特性描写的是这一组总线中每一根线的功能是什么。从功能上看，总线分成三组：地址总线，数据总线和控制总线。。③电器特性：电器特性定义每一根线上信号的传递方向、有效电平范围。④时间特性：时间特性定义了每根线在什么时间有效。8．1．3总线分类在计算机系统内拥有多种总线，它们在计算机系统内的各个层次上，为各部件之间的通信提供通路。按在系统的不同层次、位置，总线可分为如下几类。1.片内总线片内总线，是指在微处理器芯片内部的总线,是用来连接芯片内各功能部件的信息

4、通路。2.局部总线局部总线是指在印刷电路板上连接各插件的公共通路。目前，PC系列机上比较流行的标准主板局部总线有ISA、EISA、VESA、PCI以及AGP等标准总线。3.系统总线（内总线）系统总线又称为内总线,这是指微机机箱内的底板总线，用来连接构成微机的各插件板。4.通信总线（外部总线）通信总线又称为外部总线,它用于微机系统与系统之间、微机系统与外部设备,如打印机、磁盘设备或微机系统和仪器仪表之间的通信通道。总线构成虽然总线有多种，但任何总线均包括有:数据总线地址总线控制线控制信号应有以下几种类型①写存储器命令：②读存储器命令：③输入/输出写命令：④输入/输出读命

5、令：⑤传送响应：⑥总线请求：⑦总线允许：⑧中断请求：⑨中断响应：⑩时钟和复位：8．1．4总线操作为完成一个总线操作周期，一般要分成四个阶段：（1）总线请求和仲裁段（2）寻址阶段（3）数据传送阶段（4）结束阶段8.2总线周期8．2．1单传送周期最简单的一种总线周期就是单次传送的不可高速缓冲的64位传送周期。8．2．2成组周期在成组传送这种操作方式下，Pentium在连续的几个时钟内既可以采集新的数据项也可以驱动新数据项。1.成组读周期2．成组写周期8．2．3中断确认周期中断确认周期是为了响应由中断请求输入管脚引线INTR产生的可屏蔽中断请求。8．2．4专用总线周期8.3

6、EISA局部总线8．3．1EISA总线1．ISA总线：ISA总线最初是8位的标准总线，随着计算机技术的发展，经过多年的演变，也从8位的标准总线变成了被广泛应用的16位的标准总线。以后又发展成了经扩展的32位的标准总线EISA2．EISA总线：EISA总线，即扩展的工业标准结构总线。是工业标准总线ISA的超集。它是在工业标准结构ISA总线的基础上发展而来的一种高性能32位结构的总线。它不仅拥有ISA总线的全部特征，而且还随着对ISA总线功能的扩充而增强了自身性能和能力。8．4VESA局部总线8．4.1高速图形适配器它是基于80486的32位局部总线，这种总线支持16~6

7、6MHZ的时钟频率，其数据总线的宽度为64位，地址总线为2位，数据传送速率可高达267MB/s。8.4.2总线频率和数据传送速率VESA总线频率理论上可高达66MHz，足可以在经典Pentium总线操作频率下运行。如果把总线控制器也成为系统主板上的一部分的话，VESA总线完全可以在66MHz总线频率下操作。经由主板上的VESA总线插槽，VESA总线操作频率定位在50MHz似乎更加合理。VESA的基本的总线周期为两个时钟周期。但在进行读操作时还需一个等待状态。VESA总线最快的数据传送方式采用的是与80486一样的成组传送周期方式。8．4．3DMA和中