第3章 计算机总线技术ppt课件.ppt

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1、第3章计算机总线技术随着微处理器技术的飞速发展，总线技术也得到不断创新。先后出现了ISA、MCA、EISA、VESA、PCI、AGP、IEEE1394、USB等总线技术。芯片内部的总线技术也在不断发展，AMBA、CoreConnect、CoreRAM等已经形成集成电路内部十分具有竞争力的总线标准。工业控制的PROFIBUS，FF等现场总线技术。总线的数据传输速度也不断提升，目前，AGP局部总线数据可达528MB/s，PCI-X可达1GB/s，系统总线传输速率也由66MB/s提高到100MB/s甚至更高的133MB/s、150MB/s、200MB/s。第3章计算机总线技术总线的基本概念内部总

2、线外部总线3.1总线的基本概念总线就是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电气和机械特性，使计算机系统内部的各部件之间以及外部的各系统之间建立信号联系，进行数据传递和通信。规定了各引线的信号、时序、电气和机械特性为计算机系统内部各部件、各模块之间或计算机各系统之间提供了标准的公共信息通路采用总线标准设计、生产的计算机模板和设备具有很强的兼容性总线的定义总线的特点按照总线内部信息传输的性质，总线可分为3.1.1总线的分类数据总线:DB用于传送数据信息地址总线:AB是专门用来传送地址的控制总线:CB控制总线包括控制、时序和中断信号线电源总线:PB用于向系统提供电源DBABCBPB按照总线在系

3、统结构中的层次位置，总线可分为总线的分类（续）片内总线(On-ChipBUS)在集成电路的内部，用来连接各功能单元的信息通路内部总线（InternalBus)用于计算机内部模块（板）之间通信外部总线（ExternalBus)：又称通讯总线用于计算机之间或计算机与设备之间通信根据总线的数据传输方式，总线可分为并行总线：每个信号都有自己的信号线串行总线：所有信号复用一对信号线总线的分类（续）计算机总线结构示意图总线的分类（续）在集成电路的内部，用来连接各功能单元的信息通路。总线的分类（续）片内总线受芯片面积及对外引脚数的限制，片内总线大多采用单总线结构，这有利于芯片集成度和成品率的提高，而对于内

4、部数据传送速度要求较高的，也可采用双总线或三总线结构。ASIC技术的出现，用户也可以按照自己的要求，借助于适当的EDA工具，设计自己的芯片。内部总线是微机系统中最重要的总线，人们平常所说的微机总线就是指系统总线，如STD总线、PC总线、ISA总线、PCI总线等总线的分类（续）内部总线：系统总线或板级总线按功能可分为数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB、和电源总线PB数据总线D：用于传递数据信息总线宽度：数据信号线的根数。决定设备获得最大性能影响计算机系统性能地址总线宽度：地址线的根数决定直接寻址能力避免IO地址与内存地址的重叠地址总线A：用于传递地址信息控制总线C：包括控制、时序和中断信

5、号线，用于传递各种控制信息，决定了总线的性能好坏电源总线P：提供电源如：IEEE-488、RS-232C、RS-485等外部总线总线的分类（续）3.1.2总线主要性能指标又称总线传输率，表示在总线上每秒传输字节的多少，单位是MB/S。影响总线传输率的因素有总线宽度、总线频率等。一般的，总线带宽（MB/S）=1/8×总线宽度×总线频率总线频率即总线工作时钟频率，单位为MHz，它是影响总线传输速率的重要因素之一。总线宽度又称总线位宽，是总线可同时传输的数据位数，用bit（位）表示，如8位、16位、32位等。显然，总线的宽度越大，它在同一时刻就能够传输更多的数据。总线带宽表明总线拥有多少信号线，是

6、数据总线、地址总线、控制总线和电源总线的总和。信号线数与总线性能不成正比，但一般与复杂度成正比。同步方式可分为同步方式和异步方式。在同步方式下，总线上主模块与从模块进行一次数据传输的时间是固定的，并严格按照系统时钟来统一定时主模块、从模块之间的传输操作，只要总线上的设备都是高速的，就可达到很高的总线带宽。总线复用采用多路复用技术，可以减少总线的数目。信号线数总线控制方式包括并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式、计数方式等。几种微型计算机总线性能参数名称ISA(PC-AT)EISASTDMCAPCI适用机型80286,386,486系列机386,486,586IBM系列机Z-80，IBM-P

7、C系列机IBM个人机与工作站P5个人机,PowerPC,Alpha工作站最大传输率8MB/s33MB/s2MB/s33MB/s133MB/s总线宽度8/16位32位8/16位32位32位总线频率8MHz8.33MHz2MHz10MHz20～33MHz同步方式半同步同步同步异步同步地址宽度2432243232/64负载能力86无限制无限制3信号线数981435610912064位扩展不可无规定不可可可多路复用非