微型计算机原理及应用（第二版）教学课件何超第5章 总线和主板课件.ppt

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1、本章学习目标总线的基本概念、总线的分类、总线控制原理主板的基本组成和结构、作用和功能微机主板和总线标准的发展历程、主流技术和最新发展动态目录5·1总线基本概念5·2总线原理5·3微机系统总线标准5·4总线新技术5·5认识主板5·6主板结构5·7主板控制芯片组5·8主板发展趋势5.1总线基本概念5.1.1什么是总线5.1.2面向总线的体系结构5.1.3总线分类和性能指标5.1.1什么是总线总线（BUS）是一组传输公共信息的信号线的集合，是在计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通用线路。它由一组导线和相关的控制、驱动电路组成。在处理器内部的各功能部件之间，在处理器与高速缓冲存储器和主

2、存之间，在处理器系统与外围设备之间以及网络系统的各节点之间等等，都是通过总线连接在一起的。5.1.2面向总线的体系结构1、单总线结构2、双总线结构3．三总线结构4．四总线结构现代微机总线结构示意图5.1.3总线分类和性能指标1．总线有多种分类方法2、总线的标准化和总线规范3．性能指标1．总线有多种分类方法按相对于CPU与其他芯片的位置可分为片内总线和片外总线。按总线传送信息的类别，可把总线分为地址总线、数据总线和控制总线。按照总线传送信息的方向，可把总线分为单向总线和双向总线。按总线的层次结构可分为CPU总线、存储总线、系统总线和外部总线。2、总线的标准化和总线规范1．机械结构规范2．电气规范

3、3．功能结构规范4．时间规范2．性能指标常用的量化指标如下：总线带宽：总线宽度：工作频率：总线带宽、总线宽度、总线工作频率三者之间的关系就像高速公路上的车流量、车道数和车速的关系。车流量取决于车道数和车速，车道数越多、车速越快则车流量越大：同样，总线带宽取决于总线宽度和工作频率，总线宽度越宽、工作频率越高则总线带宽越大。总线带宽的计算公式如下：Q=f×W／N表5-1常见总线的带宽和传输率5.2总线原理5.2.1总线的控制5.2.2数据传送5.2.3总线仲裁5.2.4总线驱动和其他控制5.2.1总线的控制总线的控制贯穿在从总线主部件申请使用总线到数据传送完毕的整个过程，要经过几个步骤：总线请求、

4、总线仲裁、寻址、传送数据、检错和出错处理。总线控制线路主要包括总线仲裁逻辑、驱动器和中断逻辑等。5.2.2数据传送1．总线数据传输方式2．总线传输方向3．定时信号的实现方式有三种：同步方式、异步方式和半同步方式。图5-7半同步方式数据传输时序图5.2.3总线仲裁根据总线控制部件的位置，控制方式可以分成集中方式与分散方式两类。总线控制逻辑集中在一处的，称为集中式总线控制。总线控制逻辑分散在总线各部件中的，称为分散式总线控制。集中仲裁有三种优先权仲裁方式：链式查询、计数器定时查询和独立请求方式。5.2.4总线驱动和其他控制总线驱动除考虑信号线外，电源的驱动能力有时也是考虑的重要方面，特别是现在的一

5、些外设总线，设备的电源完全从总线获得，更应该考虑这个问题。5.3微机系统总线标准5.3.1系统总线标准5.3.2常见系统总线标准5.3.3其他总线5.3.1系统总线标准1．标准的重要性2．系统总线标准的内容系统总线通常为50~100根信号线，这些信号线可分为五个主要类型：数据线：决定数据宽度。地址线：决定直接选址范围。控制线：包括控制、时序和中断线，决定总线功能和适应性的好坏。电源线和地线：决定电源的种类及地线的分布和用法。备用线：留给厂家或用户自己定义。5.3.2常见系统总线标准1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线2．MCA、EISA总线3．VESA、PCI总线4．AGP总线1．PC/X

6、T、ISA（PC/AT）总线（1）PC／XT总线PC/XT总线是一种开放式结构的计算机总线，该底板总线有62个引脚，支持8位双向数据传输和20位寻址空间，有8个接地和电源引脚、25个控制信号引脚、1个保留引脚。总线底板上有5个系统插槽，用于I/O设备与PC机连接。该总线的特点是把CPU视为总线的惟一主控设备，其余外围设备均为从属设备。IBM公司在PC总线基础上增加36个引脚，形成了AT总线。即从1982年以后，逐步确立的IBM公司工业标准体系结构，简称为ISA（IndustryStandardArchitecture）总线，有时也称为PC/AT总线。图5-8ISA总线插槽（2）ISA总线（图5

7、-8）2．MCA、EISA总线（1）MCA总线1987年IBM公司为保护自身的利益，在宣布PC/2机器时，推出相对封闭的微通道结构，简称为MCA总线，试图由该公司加以专利控制。（2）EISA总线为了打破IBM的垄断，1988年9月，Compaq，AST，Epson，HP，Olivetti，NEC等9家公司联合起来，推出了一种兼容性更优越的总线，即EISA总线。3．VESA、PCI总线（1）VESA