总线技术基础

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1、计算机总线技术基础知识任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU肓接连接，那么连线将会错综复杂，其至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。微机中总线一般冇内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器Z间的总线，用于芯片一级的互连；而系统总线是微机中各插件板与系统板Z间的总线,用于插件板-•级的互连;外部总线则是微机和

2、外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备一级的互连。另外，从广义上说，计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信，相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好，但由于占用的口线多，不适于小型化产品；而串行通信速率虽低，但在数据通信吞叶量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。串行通信一般可分为异步模式和同步模式。随着微电子技术和计算机技术的发展，总线技术也在不断地发展和完善，而使计算机总线技术种类繁多，各貝特色。下血仅対微机各类总线中目而比较流行的总线技术分别加以介绍。一、内部总线1.I2C总线I2C(In

3、tcr-IC)总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电了通信控制领域广泛采用的…种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到12C总线上，通过地址來识别通信对彖。2.SPI总线串彳了外围设备接口SPI(serialperipheralinterface)总线技术是Motorola公司推出的一•种同步串行接口。Motorola公司生产的绝大多数MCU(微控制器)都配有SPI硬件接口，如68系列MCUoSPI总线是一种三线同步总线，因只硬件功能很强，所以，与SPI

4、有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。3.SCI总线串行通信接口SCI(serialcommunicationinterface)也是由Motorola公司推出的。它是—种通用显步通信接口UART,与MCS-51的异步通信功能基本相同。二、系统总线1.ISA总线ISA(industrialstandardarchitecture)总线标准是IBM公司1984年为推岀PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。它是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。ISA总线有

5、98只引脚。2.EISA总线EISA总线是1988年由Compaq等9家公同联合推岀的总线标准。它是在ISA总线的基础上使用双层插座，在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线，也就是在两条ISA信号线Z间添加一条EISA信号线。在实用中，EISA总线完全兼容ISA总线信号。3.VESA总线VESA(videoelectronicsstandardassociation)总线是1992年由60家附件卡制造商联合推出的一利［局部总线，简称为VL(VESAlocalbus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和Cache的直接相连

6、，通常把这部分总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为局部总线。它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64位,使用33MHz时钟频率，最人传输率达132MB/S,可与CPU同步工作。是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。4.PCI总线PCI(peripheralcomponentinterconnect)总线是当前最流行的总线之一，它是由Intel公LJ推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线，可扩展为64位。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、

7、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/S,可同时支持多组外围设备。PCI局部总线不能兼容现冇的ISA、EISA、MCA(microchannelarchitecture)总线，但它不受制丁•处理器，是基丁•奔腾等新一代微处理器而发展的总线。5・CompactPCI以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中，在计算机系统总线中，还有另一人类为适应工业现场环境而设计的系统总线，比如STD总线、VME总线、PC/104总线等。这里仅介绍当前工