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时间:2020-03-08
《微机原理与接口技术 第二版 教学课件 作者 周明德 第5章 处理器总线时序和系统总线.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第5章处理器总线时序和系统总线5.18086的引脚功能1.8086的两种组态8086可以有最小和最大两种不同的组态。图5-18086的最大组态性能0(低)00中断响应001读I/O端口010写I/O端口011暂停(Halt)1(高)00取指101读存储器110写存储器111无源表5-1最大组态下的总线周期2.8086的引线图5-28086的引线5.28086处理器时序1.时序的基本概念虽然各条指令的指令周期有很大差别,但它们仍然是由以下一些基本的总线周期组成的。(1)存储器读或写(2)输入输出端口的读或写(3)中断响应图5-3一个基本的指令周期时序图图5-
2、4存储器读周期时序图5-5具有Tw状态的存储器读周期2.8086的典型时序(1)存储器读周期和存储器写周期图5-6最大组态时存储器读周期时序图5-7最大组态时存储器写周期时序(2)I/O读和I/O写周期图5-8最大组态时的I/O读写时序(3)空闲周期若CPU不执行总线周期(不进行存储器或I/O操作),则总线接口执行空闲周期(一系列的T1状态)。在这些空闲周期,CPU在高位地址线上仍然驱动上一个机器周期的状态信息。若上一个总线周期是写周期,则在空转状态,CPU在ADl5~AD0上仍输出上一个总线周期要写的数据,直至下一个总线周期的开始。(4)中断响应周期图5
3、-9中断响应时序(5)系统复位CPU中的部分内容标志位清除指令指针(IP)0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令队列空表5-4复位后寄存器的初始状态图5-10复位时序(6)CPU进入和退出保持状态的时序图5-11保持状态时序5.3系统总线5.3.1概述1.总线的分类根据总线所处的位置不同,总线可分为片内总线、片总线、内总线和外总线。(1)片内总线(2)片总线(又称元件级总线或局部总线)(3)内总线(又称为微型计算机总线或板级总线,一般称为系统总线)(4)外总线(又称通信总线)图5-12微型计算机各级总
4、线示意图(1)物理特性(2)功能特性(3)电气特性(4)时间特性本节主要介绍各种总线的前两种特性。总线大体可以分成以下几种主要类型。(1)地址总线(2)数据总线(3)控制总线(4)电源和地线(5)备用线2.总线的操作过程(1)申请阶段(2)寻址阶段(3)传输阶段(4)结束阶段3.总线的数据传输方式(1)同步图5-13存储器读周期时序(2)异步式传输图5-14异步传输的读写时序(3)半同步式传输从总体上看,它是一个同步系统,它仍用系统时钟来定时,利用某一时钟脉冲的前沿或后沿判断某一信号的状态,或控制某一信号的产生或消失,使传输操作与时钟同步。半同步传输方式,
5、对能按预定时刻,一步步完成地址、命令和数据传输的从模块,完全按同步方式传输;而对不能按预定时刻传输地址、命令、速度的慢速设备,则利用READY信号,强制主模块延迟等待若干时钟周期,协调主模块与从模块之间的数据传输。5.3.2PC总线IBM-PC及XT使用的总线就称为PC总线。当时使用的CPU是Intel公司的准16位CPU8088,但PC总线不是CPU引脚的延伸,而是由8282锁存器、8286发送接收器、8288总线控制器、8259中断控制器、8237DMA控制器以及其他逻辑的重新驱动和组合控制而成,所以又称为I/O通道。它共有62条引线,全部引到系统板8
6、个双列扩充槽插座上,每个插座相对应的引脚连在一起,再连到总线的相应信号线上。5.3.3ISA总线ISA(IndustryStandardArchitecture)—工业标准体系结构总线,又称AT总线。是IBMAT机推出时使用的总线,逐步演变为一个事实上的工业标准,得到广泛的使用。5.3.4PCI总线PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线称为外部设备互连总线,它能与其他总线互连,如图5-15所示。图5-15PCI总线连接图1.PCI总线的特点(1)高性能(2)低成本(3)使用方便(4)寿命长(5)可靠性高(6)灵活(7)
7、数据完整(8)软件兼容2.PCI总线信号定义图5-16PCI总线信号5.3.5USB总线USB是由Intel、Microsoft、IBM、DEC、Compaq、NorthenTelecom等共同提出的。(1)因为使用了总线的设计,所以可以在一个USB接口上接多个设备。(2)USB接口可以为设备提供+5V的电源供应,所以只要所接外设不是高耗电的设备,如电机等(+12V),那么就可以由USB口直接供给电源,而无需另接电源了。对于移动办公的设备来说,USB接口设备将是一个上佳的选择。(3)USB接口的速度十分快,数据传输速率可以高达1.5~12MB/s,而普通串
8、口却只能达到115200B/s,这样大的传输量可以胜任许多工作,所
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