微机原理与接口技术6.ppt

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1、第六章总线技术6.1总线技术概述6.2系统总线6.3局部总线6.4外设总线6.5通信总线6.6AGP总线本章学习目标ISA总线和EISA总线的性能特点和基本参数PCI总线的性能特点、功能结构和主要用途USB总线和IEEE1394总线的性能特点、功能结构和主要用途AGP总线的性能特点和功能结构6.1总线技术概述总线是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范，包括硬件和软件两个方面。6.1.1总线分类1)按总线功能或信号类型划分为：数据总线：双向三态逻

2、辑，线宽表示了线数据传输的能力。地址总线：单向三态逻辑，线宽决定了系统的寻址能力。控制总线：就某根来说是单向或双向。控制总线最能体现总线特点，决定总线功能的强弱和适应性。2)按总线的层次结构分为：CPU总线：微机系统中速度最快的总线，主要在CPU内部，连接CPU内部部件，在CPU周围的小范围内也分布该总线，提供系统原始的控制和命令。局部总线：在系统总线和CPU总线之间的一级总线，提供CPU和主板器件之间以及CPU到高速外设之间的快速信息通道。系统总线：也称为I/O总线，是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。由于速度慢，其功能已经被局部总线替代。通信总线：也称为外部总线，是微机与微机，微机

3、与外设之间进行通信的总线。6.1.1总线分类总线宽度总线宽度又称总线位宽，指的是总线能同时传送数据的位数。总线频率总线频率是总线工作速度的一个重要参数，工作频率越高，传送速度越快。总线带宽总线带宽又称总线的数据传输率，是指在一定时间内总线上可传送的数据总量，用每秒钟最大传送数据量来衡量。总线带宽或数据传输率=(总线宽度/8位)×总线频率单位为MB/S（总线频率以MHz为单位）6.1.2总线的主要性能参数1．物理特性:2．功能特性:3．电器特性:4．时间特性:总线物理连接方式(电缆式、蚀刻式），总线根数、插头和插座形状，引脚排列等。描述一组总线中每一根线的功能。定义每根线上信号的传递方向以及有

4、效电平范围。一般定义送入CPU的信号为输入信号，从CPU中送出的信号是输出信号。低电平有效的信号用信号名上一横线或信号名后带#来表示。定义每一根线在什么时候有效，这和总线操作的时序有关。6.1.3总线标准的特性6.1.4总线传输和传输控制一、总线传输的4个阶段1．总线请求和仲裁阶段：主模块向总线仲裁机构提出总线使用申请，总线仲裁机构决定使用总线的主模块。2．寻址阶段：拥有总线使用权的主模块发出本次要访问的从模块的地址及有关命令，该从模块被选中并启动。3．数据传送阶段：主模块和从模块间进行双（单）向数据传送。4．结束阶段：主、从模块均撤出总线。6.1.4总线传输和传输控制二、总线传送控制1．同

5、步方式主从2．异步方式主clk从REQACK比同步方式慢总线频带窄总线传输周期长6.1.4总线传输和传输控制总线读周期分成两个子周期寻址子周期数据传送子周期在两子周期之间，退出总线，从设备准备数据。3．半同步方式4．分离方式主clk从wait/readywait/ready信号是单向的，不是互锁的。clkaddressdata6.2系统总线6.2.1ISA总线工业标准体系结构，在PC总线基础上发展而来，最高工作频率为8MHz，24根地址线，16位数据线，拥有大量接口卡，历经286、386、486和Pentium几代微机。EISA总线在结构上与ISA兼容，保护了原有投资。同时又充分发挥32位微

6、处理器的功能。它支持32位地址，可寻址4GB地址空间，32位数据宽度，工作频率为8.3MHZ，数据传输率可达33MB/S。6.2.2EISA总线6.3局部总线CPU性能提高（80486）数据传输率提高图形模式数据量增加（Windows)需要高速总线系统总线：信息都经过CPU,向下兼容时任何部件都应能挂总线。局部总线：快速响应部件（内存、显示、硬盘、网卡等）脱离系统总线接到局部总线上。局部总线（LocalBus）是CPU周围的接口，以CPU相应速度传送，不改变系统的基本结构。两标准：VL、PCI6.3.1VLBusVideoElectronicStandardsAssociation,VESA

7、VESALocalBus数据速度为32位，可扩展为64位。DB与AB直接与CPU相连：速度快，负载重、VL总线插槽不超过3个，防止CPU负载太重、过热烧毁。每个插槽上可有一个总线主控设备。总线速度可达66MHz，VESA设备限速为40MHz。数据传输率可达132MB/sVL卡比其它接口卡长，前端是MCA类插槽（高速33MHz），后端是ISA插槽（低速8MHz）。标准规范不完备，不兼容；只能用于80486，不能