微型计算机原理与接口技术（第二版）第10章总线技术

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1、微型计算机原理与接口技术（第二版）第10章总线技术10.1总线技术概述10.2ISA总线10.3PCI总线10.4USB总线10.5PCIExpress总线习题与思考学习目标10.1总线技术概述10.1.1总线的基本概念10.1.2总线的规范10.1.3总线的主要参数10.1.4总线的分类10.1.1总线的基本概念总线：计算机系统中的一组能为多个部件分时共享的公共信息传输通路。在微型计算机系统板上，微处理器、存储器部件、接口电路等各种部件之间有大量的信息传送需要使用总线；系统与系统之间、插件板与插件板之间、同一插件板

2、上各个芯片之间、芯片内部也都需要通过总线传输信息。标准总线的使用，给微型计算机系统的开发及应用带来了极大的方便和好处：（1）简化了软件和硬件的设计。（2）简化了系统的结构。（3）便于系统的扩充和更新。10.1.2总线的规范1．机械结构规范2．功能规范规定插件板尺寸、总线插头、边沿连结器等的规格及位置。确定每个引脚的定义、传输速率、时序、信息格式及功能。3．电气规范规定各信号的逻辑电平、动态转换时间、负载能力及最大额定值。不同的总线在信号线数量、名称、功能上都有差异，大致分为地址总线、数据总线、控制总线、电源和地线、备

3、用线。10.1.3总线的主要参数1．总线的带宽2．总线的位宽指一定时间内总线上可传送的数据量，即每秒钟传送的最大稳态数据传输率，以MB/s为单位。与总线的带宽密切相关的是总线的位宽和总线的工作时钟频率。指总线能同时传送的数据位数，即常说的32位、64位等总线宽度的概念。总线的位宽越大则总线每秒钟数据传输率越高，即总线的带宽越大。3．总线的工作时钟频率以MHz为单位，工作时钟频率越高则总线工作速度越快，即总线带宽越大。10.1.4总线的分类1．片内总线2．局部总线3．系统总线4．通信总线是集成电路芯片内部用于连接各功能

4、单元的信息通路。又称片总线，是电路板上连接各芯片之间的公共通路。又称内总线，用来连接微型计算机系统的各插件板。又称外总线，用于系统之间的连接。10.2ISA总线10.2.1ISA总线的主要性能和特点10.2.2ISA总线信号定义10.2.1ISA总线的主要性能和特点8/16位数据线，最大位宽16位。24位地址线，可直接寻址16MB。I/O地址空间为0100H～03FFH。最大时钟频率为8MHz。最大稳态传输率为16MB/S。具有中断功能，硬件中断可达11级。具有DMA通道功能，通道可达7个。开放式总线结构，允许多个C

5、PU共享系统资源。10.2.2ISA总线信号定义ISA总线在62引脚的PC总线基础上，扩展了36位，构成基本插槽和扩展插槽。基本插槽有62根信号线，兼容PC总线；扩展插槽有36根信号线，是ISA总线新增的信号。在ISA插槽上既可以插接ISA总线标准的插件板，也可以插接PC总线标准的插件板。A1B1基本插槽A31B31C1D1C18D18扩展插槽ISA总线插槽示意图10.2.2ISA总线信号定义10.2.2ISA总线信号定义A010203040506070809A10111213141516171819A2021222

6、324252627282930A31B010203040506070809B10111213141516171819B2021222324252627282930B31GNDRESETDRV+5VIRQ2-5VDRQ2-12VReserved+12VGNDMEMWMEMRIOWIORDACK3DRQ3DACK1DRQ1DACK0CLOCKIRQ7IRQ6IRQ5IRQ4IRQ3DACK2T/CALE+5VOSCGNDI/OCHCKD7D6D5D4D3D2D1D0I/OCHRDYAENA19A18A17A16A15A1

7、4A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0C010203040506070809C1011121314151617C18D010203040506070809D1011121314151617D18MEMCS16I/OCS16IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14DACK0DRQ0DACK5DRQ5DACK6DRQ6DACK7DRQ7+5VMASTERGNDSBHELA23LA22LA21LA20LA19LA18LA17MEMRMEMWSD8SD9SD10SD11SD12SD13S

8、D14SD1510.3PCI总线10.3.1PCI总线的主要性能和特点10.3.2PCI总线的系统结构10.3.3PCI总线信号定义10.3.1PCI总线的主要性能和特点支持33MHz/66MHz的时钟频率。支持32位和64位两种数据通道。数据传输速率高。大大缓解数据I/O瓶颈，使CPU的高性能得以充分发挥。采用多路复用技术，减少引脚数。支持突