微机原理与接口技术教学全套课件第3版 汪吉鹏电子教案 9.ppt

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1、总线概述总线标准第9章　总线9.1.1什么是总线总线是许多信号线的集合，是微型计算机芯片间、各部件间和外部设备间相互进行信息或数据交换的通路。构成微机系统的三类总线9.1总线的概述ISA总线PCI总线通常总线是由多条通信路径或线路组成的，而每一条信号线仅能传送二进制的0或1信号。在一段时间里，一条信号线就能传送一串的二进制信息，将几条信号线组合在一起，这样总线就可以在同一时间并行地传输二进制信息，如一个字节信息就可以通过总线中的8条信号线完成信息的传输。计算机系统中含有多种总线，计算机系统内各个层次之间的信息传送就是由总线来完成的。总线作

2、为所有模块或设备共同使用的“公路”（Highway），每个部件或设备都通过门电路与总线中相应的信号线相连。作为发送器的部件或设备，可以通过驱动器把输出的信号送到总线中相应信号线上传送；而作为接收器的部件或设备，则在适当时刻打开接收总线信号的缓冲器或寄存器，把总线相应信号线上传送的信号接收进来。１、设计总线应考虑以下因素（１）通用性采用总线标准，可以为多个模块的互联提供一个标准的界面，该界面对于界面两端的模块来说是透明的，界面的任一方只需根据总线标准设计和实现接口的功能，不需考虑另一方的接口方式，所以按标准设计的接口具有广泛的通用性。（3）

3、便于系统的更新随着集成电路技术的发展,新的芯片不断产生,微机系统需要不断更新。采用统一标准的总线结构对于系统的更新更加方便。（4）可不断提高系统的功能由于采用了标准总线，计算机的典型功能部分被做成不同的模块板挂在总线上，为系统在原设计的基础上以最小的变动来跟随市场的要求提供了可能。只要根据新的要求，设计新的模块，插在总线上就可以了。（２）便于用户的二次开发由于采用同样的总线设计标准来制造各种功能的模块板,各模块板是挂在总线上的相互独立的模块,用户可以根据需要选用现成的功能模块板,或自行设计符合总线标准的模块板,这样可节省硬件的重复开发,也

4、使得编写该模块的相应软件更容易,给调试和修改带来方便,从而提高效率,降低成本.9.1.2、总线标准的特性为了使系统总线能够连接更多的设备，希望各厂家生产的同类产品能够互联、互换，这就需要一个可通用的系统总线，对每个总线标准应有详细的说，包含下列内容：①物理特性：物理特性指的是总线物理连接的方式。规定模块尺寸、总线插头、边沿联接器等规格和位置。②功能特性：功能特性规定每个引脚信号的名称和功能，对它们相互作用的协议进行说明。从功能上总线可成分成3类：地址总线、数据总线和控制总线。地址总线的宽度指明了总线能够直接访问存储器的地址范围；数据总线的

5、宽度指明了访问一次存储器或外部设备最多能够交换数据的位数；控制总线一般包括CPU与外界联系的各种控制命令，如输入/输出读/写信号、存储器读/写信号、外部设备与主机同步匹配信号、中断信号和DMA控制信号等。规定每个引脚信号的名称和功能，对它们相互作用的协议进行说明。④时间特性：对于存储器I/O读、写操作，规定相应的总线信号时序，在总线中定义这此信号的时序以保证各功能板的兼容性。也就是说，用户什么时间可以用总线上信号，或者用户什么时候把信号提供给总线，CPU才能正确无误地使用。③电气特性：规定信号工作时的高低电平、动态转换时间、负载能力及最大

6、额定值。一般规定送入CPU的信号叫输入信号IN，从CPU送出的信号叫输出信号OUT。例如，XT总线的地址线A0~A19为输出线；数据线D0~D7为双向信号线，既作为数据输入线，又作为数据输出线，地址线和数据线都是高电平有效；控制线，是输入设备读信号线，低电平有效等。9.1.3总线的分类1．按总线的层次结构划分（1）前端总线CPU总线是指从CPU引脚引出的连接线，用来连接CPU和外部控制芯片。存储总线专指连接到存储控制器和DRAM的总线，有些CPU的体系结构中，把CPU总线和存储总线合并起来，统称为前端总线（FrontSideBus，FSB

7、）（2）系统总线系统总线也称为I/O通道总线、内总线或板级总线，用来连接微型计算机的各功能部件，例如与I/O扩展槽上的各扩充接口卡相连接。系统总线都有统一的标准，各种外设适配卡可以按照这些标准进行接口设计。因此，人们常说的总线标准一般是指系统总线标准。目前，PC系列机上比较流行的标准主板局部总线有ISA、EISA、VESA、PCI以及AGP等标准总线。（3）外部总线外部总线也称外设总线，用来连接外部设备或外设接口。目前在微型计算机上流行的接口标准有IDE（EIDE）、SCSI、USB和IEEE1394。前两种主要用来连接硬盘、光驱等存储设

8、备，后两种外部总线可以用来连接各种外部设备。在工业控制系统中常用的外部总线还包括RS-232-C、RS485、IEEE-488等2．按传输信息的类型划分（1）数据总线所谓数据总线，顾名思义就是