微机总线与接口技术课件.ppt

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1、第八章系统总线与接口技术5学时8.1总线的概念和分类8.2ISA总线8.3USB接口8.4PCI总线8.1总线的概念和分类总线：一组导线的集合系统与系统之间或系统内部各部件之间进行信息传输所必需的全部信号线的总和例：内部总线8位队列总线总线控制逻辑内部总线16位地址加法器20位地址总线16位数据总线总线接口部件BIU123456指令队列CSDSSSESEU控制器ALU暂存器标志寄存器执行部件EU通用寄存器AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDLSPBPDISI80888086IP暂存器8086总线例：系统总线MPURAMROMI/O接口外设ABDBCB例：系

2、统结构中的总线例：总线实体PCI总线外设接口总线总线同步并行总线高速、高效通信距离短并行总线串行总线异步并行总线半同步并行总线同步串行总线异步串行总线距离远、简单速度慢8.1.2总线的分类按数据传输方式分类并行接口芯片将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输，适于短距离、高速通信D0D1D2D3D4D5D6D7目的D0D1D2D3D4D5D6D7源01010110串行接口芯片将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输，适于长距离、中低速通信RD目的TD源01101010CPU数据总线地址译码读出信号写入信号复位准备好中断请求地址输入设备输出设备控制寄存器

3、输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器状态寄存器片选A0A1数据输入准备好数据输入数据输入回答数据输出数据输出准备好数据输出回答并行接口连接外设示意图总线片内总线（InChipBus）芯片总线（Component-LevelBus）内总线（Board-LevelBus）外总线（CommunicationBus）按所处位置分类总线标准总线非标准总线按通用性、兼容性分类④④(系统)外总线如并口、串口③③(系统)内总线如ISA、PCI②②片(间)总线三总线形式①①片内总线单总线形式微机总线结构运算器寄存器控制器CPU存储芯片I/O芯片主板扩展接口板扩展接口板微机系统其他微机系统其他

4、仪器系统微机系统的四级总线示意图MPURAMROMI/O接口外设ABDBCB一、并行总线的构成地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB8.1.3并行总线1、同步并行总线时序同步时钟频率和数据总线宽度确定数据传输速度数据传输与时钟同步要求各个设备的速度相当二、并行总线的时序通过联络应答信号实现握手适应能力强，速度取决于较慢的设备握手信号2、异步并行总线时序在同步的基础上，插入等待周期能兼容总线上各种不同响应速度的设备使同步总线达到与异步总线相同的功能3、半同步并行总线时序三、并行总线的仲裁挂接在BUS上的主控设备：CPU、DMAC、DRAM刷新控制器、总线桥……仲裁方

5、式“菊花链”总裁（串行）并行仲裁串并行二维仲裁任一时刻只能有一个模块拥有总线的控制权，总线仲裁的作用是确定模块如何分配并使用总线1、“菊花链”总线仲裁方式三线“菊花链”：总线请求BR、总线允许BG、总线忙BB三线菊花链仲裁原理任一主控器Ci发出总线请求时，使BR＝1任一主控器Ci占用总线，使BB＝1，禁止BG输出主控器Ci没发请求(BRi=0)，却收到BG(BGINi＝l)，则将BG向后传递(BGOUTi＝l)当BR＝l，BB＝0时，仲裁器发出BG信号。此时，BG＝l，如果仲裁器本身也是一个主控器，如微处理器，则在发出BG之前BB＝0时，它可以占用一个或几个总线周期

6、若Ci同时满足：本地请求(BRi=1)；BB=0；检测到BGINi端出现了上升沿。接管总线。Ci接管总线后，BG信号不再后传，即BGOUTi＝02、并行总线仲裁方式总线仲裁器C1C2Cn总线…BR1BG1BR2BG2BRnBGn…BBBCLK（总线时钟）各主控器有独立的总线请求BR、总线允许BG，互不影响总线仲裁器直接识别所有设备的请求，并向选中的设备Ci发BGi3、串并行二维总线仲裁方式各链路上优先级由总线判决器内部逻辑决定同一链路上则由离总线判决器的远近程度确定四、并行总线标准名称PC-XTISA(PC-AT)EISASTDVESA(VL)MCAPCI适应机型8

7、086PC286、386、486PC386、486、586PC工控机486、586系列PCIBMPS/2与工作站奔腾系列PC、工作站最大传输率4MB/s16MB/s33MB/s2MB/s266MB/s40MB/s133MB/s总线宽度8位16位32位8位32位32位32位总线时钟4MHz8MHz8.33MHz2MHz66MHz10MHz33MHz名称PC-XTISA(PC-AT)EISASTDVESA(VL)MCAPCI同步方式同步异步同步仲裁方式集中集中集中集中集中逻辑时序边缘敏感边缘敏感边缘敏感电平敏感边缘敏感地址宽度2024322032/64负载能力886