数字逻辑与微机原理教学课件作者宋振辉ppt 模块2-课题十 总线.ppt

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1、课题十总线任务一总线的分类与作用教学目标：了解总线的组成；掌握总线的性能指标；掌握总线的分类。任务引入总线是很重要的，因为总线结构决定了计算机的体系结构。计算机的总线经历了零总线结构、单总线结构、双总线结构、三总线结构以及多总线结构等，它体现了计算机体系结构的演变。任务分析所谓总线就是一组信息传输线的总称。由于传输信息的不同，又地址信息、数据信息、控制信息等，又分别称为地址总线、数据总线、控制总线等。所有这些信息总线的集合称为总线。12.1.1总线概述总线组成总线是由下面几部分组成:（1）数据总线作用是传输数据信

2、息，它是双向（接受/发送）三态（0态、1态、高阻态）的。数据总线有16位（条）数据线，也有32位或64位数据总线几种。数据总线宽度决定了总线数据传输能力。（2）地址总线作用是传输地址信息，单向（输出）三态。地址总线中包含的地址线数目决定了该总线构成的微型计算机系统所具有的寻址能力。例如，某总线若有24位地址线则可寻址16MB。（3）控制总线作用是传输各种控制和状态信号。控制总线种类繁多、性质各别，有：存储器读/写线，I/O读/写信号线；中断请求/回答线、DMA请求/回答线；I/O奇偶出错、I/O准备好状态线等。因

3、此，控制总线有的为单向、有的为双向；有的为三态，有的为两态。控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定了总线的控制功能。不同的总线标准，其不同主要表现在控制总线上，至于数据总线、地址总线仅仅是线数多少的不同。（4）电源线和地线不同的总线标准，其采用的电源种类及地线分布不同，如ISA总线采用±12V和±5V，PCI总线增加了3.3V、2.5或1.7V。总的来说，电源正在向低电平、低功耗的节能方向发展。2、总线性能参数评价总线的性能主要从以下几个方面考虑。（1）总线频率它是指总线的工作频率，即1S内所传输数据的频率，

4、频率以MHz表示，如PCI的总线频率为33MHz。它是反映总线工作速度的重要参数，总线频率越高，总线传输速度越高。（2）总线宽度它是指一次能同时传输的数据总线的位数，用bit（位）表示，如8位、16位、32位和64位。总线宽度越宽，在单位时间中传输的信息量越大。（3）总线传输率单位时间内总线上可传输的数据总量，用每秒最大传输数据字节表示，但未使MB/s。总线传输率、总线宽度和总线频率有下列关系：总线传输率＝（总线宽度÷8位）×总线频率例如:PCI的总线的工作频率为33MHz，总线宽度为32位，则：总线传输率＝（3

5、2÷8位）×33＝132MB/s。（4）信号线数表明总线拥有多少信号线，它是数据、地址、控制线及电源线等的总和。注意，信号线数与总线性能不一定成正比，但与总线复杂度成正比。（5）总线负载它反映了总线的驱动能力。当然，不同电路插件需要的驱动电流（负载）不同，即使是同一电路插板在不同工作频率的总线上，负载也不同。12.1.2总线的分类总线分类方法很多，按总线在计算机系统中位置分类，可以把总线分以下5类。1、片内总线：就是连接集成电路芯片内部各功能单元的信息通路。例如，CPU芯片内的总线。2、内部总线：早期指位于一个子

6、系统内部的总线，如CPU总线、M总线、X总线（I/O总线）。随着计算机体系结构的变化，内部总线也发生了很大变化，现在还保留着CPU总线。3、系统总线：也称为微型计算机总线。用于微机系统内各模块间的通信、是微机的重要组成部分。系统总线通常都制定有总线标准，它的载体是总线插槽，位于主板，主板通过插槽和其他插件板相联接。典型的系统总线有：对应于IBMPC/XT机有PC/XT总线；对应于IBMPC/AT机有ISA总线；对应于386机有EISA总线等。随着计算机体系结构的变化，局部总线逐渐代替了系统总线的作用，而ISA总线

7、、EISA总线等却成了连接低速的I/O适配器的总线。4、局部总线：典型的局部总线是PCI总线。它有三方面的功能：①连接CPU总线；②通过ISA/EISA总线连接低速的I/O适配器（ISA卡和EISA卡），分别由北桥和南桥连接；③连接高速I/O设备的适配器（PCI卡），由PCI桥连接。5、外部总线：又称通信总线，它是微机系统之间、微机系统与其它仪器仪表或设备之间的连线。位于主机外部。典型的有RS-232C总线、IEEE-488总线、SCSI、CENTRONIC总线、通用串行总线（USB）等。总线按其发展水平进行分类

8、，可简单分为低端总线和高端总线。所谓低端总线倾向于支持工业控制，如PC/XT总线、STD总线等，这种总线价格低，组合容易，支持8/16位数据传送。所谓高端总线倾向于提高系统的处理能力，如MCA、VESA局部总线、PCI总线、Multibus等，这种总线支持32位数据传送。总线按其采用的技术水平分类，可分为传统总线和现代总线。两者在技术上的主要不同在于：传统总线采用边缘触发