计算机硬件基础.ppt

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1、第五章总线5.1节总线的概述一、概念1.总线的定义总线是一种支持两个或多个模块之间传输信息的公用通路，它是一组信号线的集合。二、总线标准的四个特性1.物理特性：总线的物理连接尺寸，主要是机械尺寸、形状。2.功能特性：总线的每根信号线功能用途。主要指电气功能。3.电气特性：总线信号的有效电平范围，传递方向。4.时间特性：定义了每根信号之间在时间上的关系。一般是通过时序图描述。(TimingDiagram)三、总线的分类1.片内总线：又称元件级总线。是芯片内部的总线2.主板局部总线：指在印刷线路板（PCB）上连接个元件的公共通路。3.系统总线：指计算机内部模块之间的总线。4.通讯总线：又

2、称外部总线或设备总线。主要用于微机和外设之间的信息传输。附加补充：总线的分类1.内部总线：板内总线，指板上的DB,AB,CB。2.系统总线：板间总线。连接各扩展模块。3.外部总线：通讯总线。指串口，并口等。5.2节总线的系统结构一、单总线结构系统的各个部件都接在单一总线上，所有设备均通过专一总线来交换信息。二、面向CPU的双总线结构1.设置一条CPU和存储器的专用总线，称为存储总线。2.在CPU和I/O之间的交换通道称I/O总线三、面向存储器的双总线结构1.保留单总线结构的优点。所有设备都可均可以通过总线来交换信息。2.又提供了专门的高速总线为CPU和存储器之间提供交换通路。（双口R

3、AM,结构复杂）四、多总线结构1.系统中拥有两个以上的总线。①前端总线、PCI、ISA、AGP、USB2.MultiBus总线①真正的支持多CPU的总线。5.3节总线技术一、概述1.总线上的部件的工作方式有两种：①主方式：Master（类似于会话的发起者）可以控制总线并启动数据传送。②从方式：Slave（类似于会话的接受者）只能按主部件要求工作。注：有的设备既可以工作于主方式，也可以从方式。但不能同时工作于两种方式。二、总线的基本功能1.总线数据传送2.总线仲裁控制3.出错处理4.总线驱动三、总线数据传送1.数据来源部件2.数据目的地部件3.在时序信号的控制下，完成传送。4.有三种时

4、序控制方法（详细见P149)①同步方式②异步方式③半同步方式四、总线的仲裁控制1.总线是多个部件共享的。但是在某个时刻只有一个总线主控部件控制总线。2.当有多个部件同时要求使用总线，则要一套机构确定谁来使用总线。3.根据总线控制部件的位置，总线仲裁控制可以分为：①集中式②分散式4.集中式总线控制方法：①链式查询方式②计数器查询方式③独立请求方式五、总线驱动及出错处理1.总线驱动总线设备上很多，每个设备都有功耗，要消耗总线的驱动电流。驱动不足时，要增加额外的驱动。2.出错处理：增加冗余数据，比如校验位。纠错能力六、总线的性能指标1.总线宽度指数据总线的宽度。单位：bit2.总线的带宽指

5、总线上的传输速度。单位：MB/s3.总线的工作频率单位：MHz4.总线设备的数量5.4节常见的局部总线一、PCI总线(PeripheralComponentIntnetconnect)1.常规的系统总线。在局部总线出现之前，最常见主流系统总线是工业标准体系总线，ISA总线。（IndustryStandardArchitecture）注：它是随80286CPU的PC/AT机而出现的，最早称为AT总线，以区别于XT总线。注：ISA总线和PCI总线插槽外型注：PC机中CPU与外设的信息交换，主要通过系统总线进行。按设计惯例，新的设计必须和原有的设计保持向下兼容。这就带来了一个问题，老的总线

6、限制了新的系统总线的性能发展。二、局部总线（PCI总线）１.Windows图形界面（GUI）的出现，导致了对总线性能的新要求。２.在CPU和传统的系统总线之间插入了一个中间层，由一个桥接电路来实现和CPU的连接。注：①局部总线将需要快速响应的部件，从主要的系统总线中取出，采用了33MHz的总线时钟，可以传输32或64位数据，相对于主要总线，它是一种局部总线。②常见的局部总线有两种a.VESA总线b.PCI总线③目前PCI总线有4个主要的标准规格，a.分别支持32位与64位，b.其下又细分成3.3V和5V两种信号。④PCI的含意是周边部件互连（PeripheralComponentIn

7、terconnect）。能让CPU以接近自身总线全速的速度访问各适配器。３.PCI总线的特点①32位的数据传输宽度。可扩展到64位。总线时钟频率为33MHz，传输速度可达132MB/S到264MB/S②③。。。（参见书上Page154相应内容）三、图形加速端口（AGP)1.为了提高图形（3D)和视频性能，在PCI总线的基础上改进得到的一种高带宽总线。2.早期有PCI接口的显示卡，但是1024x768x16的3D图形，纹理传输要200MB/s带宽，早期的PC