第8章 总线技术

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1、本章学习要点总线的概念、分类及总线裁决总线的数据传送与总线标准常用系统总线的结构、原理及功能常用局部总线的结构、原理及功能USB外部设备总线的结构、原理及功能第8章总线技术8.1总线技术概述8.1.1总线的概念总线是计算机中多个部件之间公用的一组连线，微机各部件信息交换和联系都通过总线来实现。采用总线标准是应用的需要，微机厂家除了提供整机系统外，还能以插件方式向用户提供各类配件产品，帮助用户按总线标准和具体需求来选择适合自己的产品。为使微机系统朝模块化、标准化的方向发展，总线技术也在不断地完善，出现了一系列标准总线，使得软硬件设计和系统结

2、构更加简化，易于系统扩展和更新，便于系统调试和维护。8.1.2总线的类别微机系统中，以CPU为参照，可将总线分为芯片总线、系统总线和外部总线三类。（1）芯片总线也称为元件级总线，用于CPU、存储器和I/O接口芯片之间信息传送。（2）系统总线也称内总线或板极总线，是微机系统内连接各插件板的总线。（3）外部总线也称为通信总线，用于微机系统之间或微机与外部设备之间的通信。8.1.3总线的主要参数1.总线宽度总线宽度是指可同时传输的数据位数，表征一次传输信息量。2.总线时钟频率总线时钟频率是总线工作的最高频率。3.总线数据传输率总线的数据传输率是

3、指在一定时间内总线上可传送的数据总量，用每秒种最大传送数据量来衡量。8.1.4总线的裁决系统中，同一时刻总线上有时会有多个部件发出总线请求信号，要根据一定的原则来确定占用总线的先后次序，只有获得总线使用权的部件才能在总线上传送信息，此过程称为总线的裁决。总线裁决通常有并联、串联和循环等优先权判别法。1.并联优先权判别法并联优先权判别法通过优先权裁决电路进行判断，各部件具有独立的总线请求线将请求信号送往总线裁决电路。2.串联优先级判别法采用链式结构，各部件按规定优先级别链接在链路的不同位置，位置越前面的部件优先级别越高。3.循环优先权判别法

4、优先权动态分配，优先权编码器电路比并联优先权判别法要复杂，需要大量的外部逻辑才能实现，该电路把占用总线的优先权在发出总线请求的部件之间循环移动，使各总线部件具有相同的使用总线机会。8.1.5总线数据的传送1.总线数据的传送方式（1）串行传送方式该方式采用脉冲传送，只使用一条传输线。（2）并行传送方式每个二进制数据位都需要一条单独的传输线。（3）并串行传送方式该方式是并行与串行传送方式的结合。2.总线数据传送的通讯协议（1）同步通讯方式各部件通过总线进行信息交换时采用一个公共时钟信号，各部件发送或接收信息由统一的时钟规定，通讯时不用附加时间

5、标志或应答信号，具有较高的传输频率。（2）异步通讯方式允许总线上各部件有各自的时钟，部件之间进行通讯时没有公共时间标准，是在发送信息的同时发出该部件的时间标志信号，用应答方式来协调通讯过程。3.总线数据传送的错误检测总线上传输的数据会由于内外部各种随机出现的干扰而产生错误，需要采用错误检测电路发现或纠正出现的错误，用专用总线信号来报告出现的错误。通常采用奇偶校验法来检测错误，在数据传输的同时，将奇偶校验信息通过另一根总线传输到信号接收方，查验接收的信号是否符合校验规则，若发现奇偶校验错误，可通过另一条总线告知发送方发生错误，然后根据协定来

6、处理错误。8.2系统总线8.2.1PC总线PC/XT微机中采用PC总线，它把CPU视为唯一的总控设备，支持8位数据传输和10位寻址空间，最大通信速率5MB/s。其特点是价格低、可靠性和兼容性好，使用灵活。PC总线有62条引脚，分为A、B两面连接插槽，A面为元件面，B面为焊接面。62条引脚信号分为20条地址线、8条数据线、21条控制线、2条状态线、21条辅助线等共5类接口信号线。8.2.2ISA总线1.ISA总线的特点ISA传送速率8MB/s，地址总线宽度24位，支持16MB内存，同时支持8位和16位数据操作。ISA在PC总线62引脚基础上

7、增加一个36引脚插槽，新插槽中的引脚信号分为C（元件面）和D（焊接面）两列，可利用62引脚插座插入与PC总线兼容的8位接口卡，也可利用整个插座插入16位接口卡。2.引脚信号功能16位ISA总线62引脚信号分布及其功能与PC总线基本相同，新增加36引脚插槽信号扩展了数据线、地址线、存储器和I/O设备的读写控制线、中断和DMA控制线、电源和地线等。8.2.3EISA总线EISA总线是扩展的ISA总线，引脚扩展到198条，数据总线扩展到32位，传输速率33MB/S。EISA总线性能稳定，在网络服务器、高速图像处理、多媒体等领域应用普遍。EISA

8、总线用于32位微机系统，支持32位地址总线寻址，可寻址4GB的存储空间，也支持64KB的I/O端口寻址。EISA插槽采用双层结构，上层包含ISA的全部信号，信号排列、引脚间距离、信号定义规定与