微型计算机原理与接口技术(第三 教学课件 作者 杨立 邓振杰 荆淑霞等 第5章 总线技术.ppt

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1、1本章主要教学内容总线基本概念；常用系统总线特点和功能；常用局部总线特点和功能;外部设备总线特点和功能第5章总线技术2本章教学目的及要求通过学习:理解总线的基本概念熟悉微机总线的组成结构掌握常用系统总线、局部总线、外部设备总线，侧重其应用第5章总线技术3第5章5-1概述5.1.1总线的概念总线是微机系统中多个部件之间公用的一组连线。总线由许多传输线组成。微机采用总线技术的目的是为了简化硬软件系统设计。微机总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线用于芯片一级的互连；系统总线用于插件板一级的互连；外部总线用于设

2、备一级的互连。4第5章5.1.2总线的结构1．单总线结构2．双总线结构3．多总线结构5第5章5.1.3总线的分类1．按相对于CPU芯片的位置分类2．按总线功能分类3．按总线的层次结构分类6图5-1所示为常见微机总线层次典型结构。图5-1微型计算机总线层次结构示意图7第5章5.1.4总线性能及标准1．总线的特性2．总线标准3．总线的性能指标85.1.5总线传输和控制1．总线传输的4个阶段（1）总线请求和仲裁阶段（2）寻址阶段（3）数据传送阶段（4）结束阶段2．总线传输控制方式（1）同步传输方式（2）异步传输方式第5章

3、9第5章5.2系统总线5.2.1概述系统总线是微机主板上微处理器和外部设备之间进行通信时所采用的数据通道，可支持各种端口、处理器、RAM和其他部件。微机系统总线从性能上可分为低端总线和高端总线。（1）低端总线：支持8位、16位微处理器，主要功能是进行I/O处理。（2）高端总线：支持32位、64位微处理器，提高了数据传输率和处理能力,具备良好兼容性、支持高速缓存Cache、支持多微处理器以及可自动配置等特点。10第5章5-2-2ISA总线ISA总线是早期比较有代表性的总线。IBM公司推出PC/XT和PC/AT个人计算

4、机后，IEEE在1987年定义了工业标准体系结构（ISA），将PC/XT总线定义为8位ISA，将PC/AT总线定义为16位ISA。11第5章ISA总线具有以下特点：支持8位、16位数据操作；可将PC/AT总线和PC/XT总线运行速度提升至8MHz；提供1KB的I/O空间、15级硬件中断、7级DMA通道、8个设备负载能力；总线中的地址、数据线采用非多路复用形式，使系统的扩展设计更为简便；12第5章1.8位ISA总线也叫PC总线。支持8位数据传输和10位寻址空间，把CPU视为总线的惟一总控设备，其余外围设备均为从属设备

5、。8位ISA总线是一种开放式的结构总线，在总线母板上有8个系统插槽，用于I/O设备和PC机的连接。由于该总线具有价格低、可靠性好、使用灵活等特点，并且对插板兼容性好。13第5章8位ISA总线引脚信号总共有62条。通过一个31脚分为A、B两面的连接插槽来实现，其中，A面为元件面，B面为焊接面。8位ISA总线引脚信号具有20条地址线、8条数据线、若干控制信号线、电源、接地等接口信号线。14第5章2.16位ISA总线在62引脚总线基础上增加一个36引脚插槽，形成前62引脚和后32引脚两个插座，构成16位ISA总线。可利用

6、前62引脚的插座插入与PC/XT总线兼容8位接口电路卡，也可利用整个插座插入16位接口电路卡。16位ISA总线中新增加的36引脚插槽信号扩展了8位数据线、7位地址线、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。15第5章3.ISA总线的体系结构在利用ISA总线构成的微机系统中，当内存速度较快时，通常采用将内存移出ISA总线并转移到自己的专用总线——内存总线上的体系结构，如图5-5所示。16图5-5ISA体系结构17第5章5-3局部总线5-3-1PCI总线1．PCI总线概述PCI总线是目前最常用

7、的系统总线。该总线专门为Pentium系列芯片设计。PCIV2.0版本支持32/64位数据总线，总线时钟为25～33MHz，数据传输率达132～264MB/s。PCIV2.1版本支持64位数据总线，总线速度为66MHz，最大数据传输率达528MB/s。18第5章2．PCI总线的特点（1）数据线和地址线复用。（2）提供两种工作信号环境，5V和3.3V。（3）允许32位与64位器件相互协作。（4）允许PCI局部总线扩展卡和元件进行自动配置，提供即插即用能力。（5）PCI总线独立于处理器，工作频率与CPU时钟无关，可支持

8、多机系统。（6）PCI总线具有良好兼容性，可支持ISA、MCA、SCSI、IDE等多种总线。19第5章3.PCI总线信号的定义PCI总线规定了两种PCI扩展卡及连接器：一种称为长卡，另一种称为短卡。长卡提供64位接口，插槽A、B两边共定义了188个引脚；短卡提供32位接口，插槽A、B两边共定义了124个引脚。20第5章4.PCI总线的系统结构PCI局部总线与