微机原理与汇编语言及接口技术05.ppt

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1、第5章微机总线5.1总线技术5.28086的引脚信号5.38086的总线时序5.4奔腾处理器引脚和时序5.5微机系统总线5.1总线技术微型计算机系统的总线结构以总线作为信息传输的公共通道总线结构的特点通过总线相互连接、实现数据传输组态灵活、易于扩展等广泛应用的总线都实现了标准化便于在互连各个部件时遵循共同的总线规范5.1.1总线类型芯片总线（ChipBus）芯片级互连，大规模集成电路芯片内部，或系统中各种不同器件连接在一起的总线局部总线（LocalBus），微处理器的引脚信号片内总线，大规模集成电路芯片内部连接内总线（InternalBus）模板级互连，主机内部功能单元（模板

2、）间连接的总线板级总线、母板总线，或系统总线系统总线（SystemBus）是微机系统的主要总线内部总线从一条变为多条，形成多总线结构外总线（ExternalBus）设备级互连，微机与其外设或微机之间连接的总线过去，指通信总线现在，常延伸为外设总线示意图微机总线层次结构返回5.1.2总线的数据传输主设备(Master)：控制总线完成数据传输从设备(Slave)：被动实现数据交换某一时刻，只能有一个主设备控制总线，其他设备此时可以作为从设备某一时刻，只能有一个设备向总线发送数据，但可以有多个设备从总线接收数据1.总线操作总线请求和仲裁（Busrequest&Arbitration

3、）使用总线的主模块提出申请总线仲裁机制确定把总线分配给请求模块寻址（Addressing）主模块发出将要访问的从模块地址信息以及有关命令，启动从模块数据传送（DataTransfer）源模块发出数据，经数据总线传送到目标模块结束（Ending）数据、地址、状态、命令信息均从总线上撤除，让出总线2.总线仲裁总线仲裁：决定当前控制总线的主设备集中仲裁系统具有中央仲裁器（控制器）负责主模块的总线请求和分配总线的使用分布仲裁各个主模块都有自己的仲裁器和唯一的仲裁号主模块请求总线时，发送其仲裁号比较各个主设备仲裁号决定3.同步方式同步时序总线操作过程由共用的总线时钟信号控制适合速度相当

4、的器件互连总线，否则需要准备好信号让快速器件等待慢速器件（半同步）处理器控制的总线时序采用同步时序异步时序总线操作需要握手联络（应答）信号控制传输的开始伴随有启动（选通或读写）信号传输的结束有一个确认信号，进行应答操作周期可变、可以混合慢速和快速器件4.传输类型读数据传送：数据由从设备到主设备写数据传送：数据由主设备到从设备猝发传送（数据块传送）给出起始地址，将固定块长的数据一个接一个地从相邻地址读出或写入写后读（Read-After-Write）先写后读同一个地址单元，适用于校验读修改写（Read-Modify-Write）先读后写同一个地址单元，适用共享数据保护广播（Br

5、oadcast）一个主设备对多个从设备的写入操作5.性能指标总线宽度总线能够同时传送的数据位数位数越多，一次能够传送的数据量越大总线频率总线信号的时钟频率时钟频率越高，工作速度越快总线带宽（Bandwidth）单位时间传输的数据量总线带宽越大，总线性能越高总线带宽总线带宽＝总线传输速率＝吞吐率总线带宽＝传输的数据量÷需要的时间常用单位每秒兆字节（MB/s）每秒兆位（Mb/s）或每秒位（bps）5MHz的8086微处理器16÷（4×0.2×10-6）bps＝20×106bps＝2.5MB/S66MHz的Pentium，基本非流水线总线周期64÷2×66×106bps＝264MB

6、/S66MHz的Pentium，2-1-1-1猝发读周期32÷5×66×106B/S＝422.4MB/S举例1M＝1065.1.3总线信号和时序地址总线主控模块（如处理器）的地址总线输出从模块（如存储器或I/O端口）的地址总线输入数据总线双向传输，在主从模块间传送、交换数据信息控制总线有输出也有输入信号基本功能是控制存储器及I/O读写操作还包括中断与DMA控制、总线仲裁、数据传输握手联络等1.引脚信号信号的功能用英文单词或英文缩写表示引脚名称信号的流向处理器输出到外部，从外部输入到处理器内部有效方式低电平、高电平有效，上升沿、下降沿有效高电平和低电平都有效三态能力高阻状态放弃

7、对引脚的控制其他设备控制该引脚示意图引脚信号的功能示意返回2.总线时序总线时序（Timing）描述总线信号随时间变化的规律以及总线信号间的相互关系采用时序图形象化地表现时序指令周期一条指令从取指、译码到最终执行完成的过程总线周期或机器周期伴随有数据交换的总线操作T状态处理器的基本工作节拍，对应时钟周期5.28086的引脚信号处理器的外部特性表现在它的引脚信号上40个引脚12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232