第2章总线与接口芯片

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1、第2章总线与接口芯片1、总线概述2、总线的仲裁、定时和数据传送模式3、常用总线标准及其主要参数4、I/O端口编址与译码5、8254可编程定时器/计数器2.1总线概述1.总线定义：总线就是各种信号线的集合，总线是计算机中传输数据信号的通道，即是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。2总线特点：分时、共享。总线的分类1.按相对于CPU或其它芯片的位置，总线可分为：片内总线(InternalBus)片外总线(ExternalBus)。前者是CPU内部寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线，即芯片内部的总线；后者是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间

2、进行通讯的通路。2.按总线的功能可分为：地址总线（ABus）、数据总线（DBus）、控制总线（CBus）。地址总线上传送地址信号，总线主控用地址信号指定其需要访问的部件（如外设、存储器单元）。总线主控发出地址信号后，总线上的所有部件均感受到该地址信号，但只有经过译码电路选中的部件才接收主控的控制信号，并与之通信。地址总线是单向的，即地址信号只能由总线主控至从控。地址总线也是三态的，非主控部件不能驱动地址总线。数据总线数据总线上传送数据信息，数据总线是双向的，数据信息可由主控至从控（写），也可由从控至主控（读）。数据总线是三态的，未被地址信号选中的部件，不驱动数据总线（其数据引脚为高阻）。数据总

3、线的根数称为总线的宽度。16位总线，指其数据总线为16根。控制总线控制总线上传送一个部件对另一个部件的控制信号。在总线上，可以控制其他部件的部件称为总线主控或主控(busmaster)，被控部件称为从控(slave)根据不同的使用意义，有的为双向,有的为三态，有的非三态3.按总线的层次结构可分为：(1)CPU总线，包括地址线(CAB)、数据线(CDB)和控制线(CCD)，它用来连接CPU和控制芯片。(2)存贮总线，包括地址线(MAB)、数据线(MDB)和控制线(MCD)，用来连接存储控制器和DRAM。(3)系统总线，也称为I/O通道总线，包括地址线(SAB)、数据线(SDB)和控制线(SCB)

4、（即数据总线、地址总线和控制总线）(4)外部总线：用来连接外设控制芯片，如主机板上的I/O控制器和键盘控制器。包括地址线(XAB)、数据线(XDB)和控制线(XCB)。4.按总线在微机系统中的位置可分为：(1)机内总线:上面介绍的各类都是机内总线。(2)机外总线（PeripheralBus—外设总线）:指与外部设备接口的总线，实际上是一种外设的接口标准。二、微机系统总线简介PC系列机上采用的总线标准：ISA工业标准体系结构(IndustrialStandardArchitecture)EISA扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustrialStandardArchitecture)V

5、ESA视频电气标准协会(又称VL-bus)(VideoElectronicsStandardsAssociation)PCI外部设备互连(PeripheralComponentInterconnect)USB通用串行总线(UniversalSerialBus)AGP图形加速端口(显卡专用线)(AcceleratedGraphicsPort)表2.1.1ISA、EISA、PCI总线比较ISA总线·24位地址线可直接寻址的内存容量为16MB·8/16位数据线·最大位宽16位(bit)·最高时钟频率8MHz·最大稳态传输率16MB/sEISA总线·32位地址域直接寻址范围为4GB·32位数据线·最大

6、时钟频率8.3MHz·最大稳态传输率33MB/sPCI总线·32位/64位地址/数据复用·总线时钟频率33.3MHz/66MHz·最大数据传输速率133MB/s·时钟同步方式·与CPU及时钟频率无关·总线宽度32位（5V）/64位（3.3V）其他总线简介由于目前的一些新型接口标准，如USB、IEEE1394等，允许同时连接多种不同的外设，因此也把它们称为外设总线。此外，连接显示系统的新型接口AGP，由于习惯上的原因（原来的显示卡插入ISA或者PCI总线插槽中），也被称为AGP总线，但是实际上它应该是一种接口标准。1.IEEE1394总线IEEE1394是一种串行接口标准，这种接口标准允许把计算

7、机、外部设备、各种家用电器非常简单地连接在一起。从IEEE1394可以连接多种不同外设的功能特点来看，也可以称为总线，即一种连接外部设备的机外总线。IEEE1394的原型是运行在AppleMac电脑上的FireWire(火线)，由IEEE采用并且重新进行了规范。它定义了数据的传输协定及连接系统，可用较低的成本达到较高的性能，以增强电脑与外设（如硬盘、打印机、扫描仪），与消费性电子产品（如数码相机、