输入输出接口与总线（总线部分）课件.ppt

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1、第6章输入输出接口与总线6.1微机I/O接口6.2总线16.2.1概述6.2.2总线的分类和性能指标6.2.3微型机系统中的层次化总线结构6.2.4系统总线6.2.5PC机的局部总线6.2.6外部总线6.2总线2什么是总线？将计算机系统中各个部件连接起来的信息传输通道。通过总线可以传输数据、地址、各种控制命令和状态信息。总线结构的优点支持模块化设计开放性和通用性灵活性好6.2.1概述31．总线标准总线标准是指芯片之间、插板之间及系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议与规范，包括硬件和软件两个方面。（1）物理特性：物理特性指总线物理连

2、接的方式。（2）功能特性：功能特性描述总线中每一根线的功能。（3）电气特性：电气特性定义每一根线上信号的传送方向、有效电平范围。（4）时间特性：时间特性定义了每根线在什么时间有效，也就是每根线的时序。42．总线的组成（1）数据总线（DB）（2）地址总线（AB）（3）控制总线（CB）★★DB的宽度表示构成计算机系统的处理能力★★AB的位数决定系统的寻址能力★★CB表示该总线的控制能力56.2.3总线的分类（1）微处理器总线。主要由微处理器芯片引脚信号组成的总线，用来连接CPU和控制芯片。（2）局部总线。局部总线是介乎CPU总线和系统总线之间的一级总线。

3、主板上的信息通道、连接主板上各主要部件，而且通过扩展槽连接各种适配器。如ISA，PCI，EISA等。6（3）系统总线。它是微机系统内部各部件（插板）之间进行连接和传输信息的一组信号线。（4）外部总线。是系统之间或微机系统与外部设备之间进行通信的一组信号线，也称为通信总线。如IDE、SCSI、RS-232-C、USB等。输入接口输出接口外存接口通信接口内存接口内存键盘、鼠标扫描仪、声音输入打印机、绘图仪、显示器磁带、磁盘软盘、光盘终端MODEN7总线的主要性能参数总线频率总线的工作频率，单位MHz，是总线上信号的基本时钟。总线频率越高，单位时间内传输的

4、数据流量就越大。ISA、EISA的时钟频率为8MHz，PCI为33.3MHz，PCI-2可达到66MHz。前端总线的英文名字是FrontSideBus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线频率有800MHz、1000MHz、1066MHz、1333MHz、1600MHz几种，最高到2000MHz。8总线的主要性能参数总线宽度：总线上可同时传输的数据的位数。位数越多，一次传输的信息就越多。ISA宽度为16位，EISA为16位，PCI为32位，PCI-2可达到64位。9总线的主要性能参数总线的数据传输率/总线带宽：在一定时间内总线上

5、可传送的数据总量，用每秒最大传输数据量来表示，也称带宽，单位是MB/s。总线的数据传输率的计算公式为总线的数据传输率=（总线宽度/8）×总线频率如ISA总线的总线频率是8MHz，总线宽度为16位，其数据传输率为8MB/s。而PCI总线的总线频率是33.3MHz，总线宽度为32位，其数据传输率为133MB/s10常见总线的带宽和传输率8164433.3833328.3311微型计算机中，通常采用多种总线形式共存。以PCI总线为主，包括CPU总线、PCI总线、ISA/EISA总线和AGP总线。层次化总线结构主要分3层：微处理器总线（或称HostBus）局

6、部总线（以PCI总线为主）系统总线（如ISA总线）桥：一种总线转换器和控制器，可以实现各类微处理器总线到PCI总线、各类标准总线到PCI总线的连接，并允许它们之间相互通信。南桥PCI总线系统总线微处理器总线北桥三种总线的频宽不同，互连时各层之间需要有“桥梁”过渡6.2.3微型机系统中的层次化总线结构12返回本章首页13典型微机系统中的总线层次结构ISA卡ISA卡ISA卡芯片组南桥芯片PCI卡PCI卡微处理器L2Cache显示卡显示器芯片组中北桥芯片内存AGP总线局部总线PCI总线系统总线ISA总线微处理器总线内存总线14北桥芯片：一般提供对CPU的类

7、型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持，通常在主板上接近CPU插槽的位置，由于此类芯片的发热量一般较高，所以在此芯片上装有散热片。南桥芯片：主要用来与I/O设备及ISA设备相连，并负责管理中断及DMA通道，让设备工作得更顺畅，其提供对KBC（键盘控制器）、RTC（实时时钟控制器）、USB（通用串行总线）、UltraDMA/33（66）EIDE数据传输方式等的支持，在接近PCI槽的位置。15总线的操作过程1．总线请求和仲裁阶段需要使用总线的主模块提出要求，由总线使用的仲裁机构确定，把下一个传输周期的总线使用权分配给

8、哪一个请求源2．寻址阶段取得使用权的主模块，通过地址总线发出本次要访问的从模块的存储器地址，或I/O端口地址