总线及总线接口

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1、第七章总线及总线接口华北电力大学计算机系刘丽1主要内容总线概述（包括总线分类、总线设备、总线特点、技术指标和总线标准）☆☆PC总线和ISA总线☆简介若干总线和总线接口简介微机系统中的总线架构和发展27.1总线概述总线（Bus）是指可以由多个信息处理单元（包括电路单元、芯片、电路模块、电路板和设备，以下统称设备）所共享的信息通道。该信息通道通常是一组导线总线和总线接口在大多数情况下并不特别区分有些接口只能接单一的设备，如主板上的AGP接口仅用来连AGP显卡，但习惯上仍被称为总线或总线接口37.1.1总线上的设备和总线使用的特

2、点总线上的设备按控制属性分为两类：主控设备和被控设备多主总线：允许挂接多个主设备的总线；需要总线管理和总线仲裁总线的优点总体结构相对简单，配置灵活、扩充、升级和维修方便总线的使用规则某一时刻，只有一个主设备控制总线，其他主设备此时可以作为从设备出现某一时刻，只能有一个设备向总线发送数据，但可以有多个设备从总线上接收数据47.1.2按传输特点对总线分类并行总线同步传输传输由唯一时钟进行控制，规定在一定数目的时钟周期内完成异步传输传输通过双方握手（Handshaking）信号进行，不受统一时钟的限制，Ready信号和Strob

3、e信号串行总线同步传输发送方除传送数据外，也同时传送时钟，以便指导对方正确采样位流中的数据异步传输发送方和接收方具有各自的时钟来指导自己的发送接收，收发双方通过约定传输速率和数据格式，并频繁进行同步操作来控制接收误差57.1.3按使用范围对总线分类片内总线芯片级总线并行：速度快、效率高、芯片引脚多、体积大、占用面积大、干扰大串行：SPI总线（STB、SCK、DATA）和I2C总线（时钟、数据）板级总线（PC、ISA、PCI、STD、PC/104）设备总线（USB总线、RS232总线）互联总线（CAN总线）内总线和外总线系统

4、总线和局部总线67.1.4按信号属性对总线分类数据总线地址总线控制总线总线的分时复用数据宽度和寻址范围增加防止信号串扰→插入地址/电源线地址和数据分时复用串行总线是极端情况77.1.5总线操作、总线周期和总线时序总线设备通过总线完成一些特定的操作，这些操作统称为总线操作总线操作所需要的时间称为总线周期总线周期中各总线信号的定时和关联构成了总线时序。总线时序一般通过时序图描述87.1.6总线的主要技术指标主要有数据宽度、总线的工作时钟、总线的传输速率、总线的信号数目、总线的负载能力和总线支持的工作模式等总线传输速率：用带宽描

5、述，单位为B/s（Bps）或b/s（bps）总线传输速率与总线数据宽度和工作时钟有直接关系97.1.7总线的标准化ANSI-AmericanNationalStandardsInstituteIEEE-InstituteofElectronicalandElectronicEngineersEIA-ElectronicIndustriesAssociationISO-InternationalOrganizationforStandardizationIEC-InternationalElectrotechnicalCom

6、missionITU-InternationalTelecommunicationUnion总线规范和总线标准，一般包含以下几方面内容：机械结构：如插座、插板形式、规格和引脚位置引脚信号的功能定义：包括信号的流向和时序电器规范：如信号的有效方式、允许偏差、负载能力和抗干扰能力等通信协议：通信双方的沟通方式、数据格式等107.2PC总线和ISA总线7.2.1PC总线（I/O总线）是IBMPC/XT机上使用的8位板级总线，接口为机内8个黑色双列插槽，可连接I/O卡，内存卡和系统扩展卡，但主要连接I/O卡，又称为I/O总线或I/

7、O通道有62条信号线，分A面（元件面）和B面（焊接面）117.2.1PC总线（I/O总线）127.2.2ISA总线最早出现在IBM/AT机（80286）。当开发80286微处理器时，IBM将原来的XT的PC总线扩充了36个信号，设计出62＋36的ISA总线。这种总线也称为PC/AT总线。ISA总线主要的性能指标如下：24位地址线，可直接寻址的内存容量为16MB；I/O地址空间0100H～03FFH8/16位数据线，62＋36引脚工作频率4.7～8MHz传输速率最高可达8MB/S数据宽度为8～16位137.3微机系统的内部总

8、线和接口S-100总线MITS公司第一个标准化微机总线针对8080CPU，用于Z80系统大板结构STD总线pro-log公司面向工业控制的总线标准Multibus总线Intel支持多个处理器并行运行细分为局部总线、系统总线和I/O总线147.3微机系统的内部总线和接口MCA总线IBM推出其PS/2（pe