08_第八章_微机总线与接口技术_part1.ppt

第八章系统总线与接口技术,本章首先介绍了总线的概念和分类，然后对几种常用的总线接口标准作了详细介绍。,第八章,8.1总线的概念和分类,总线BUS一组信号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。,8.1.1总线的概念,第八章,第八章,第八章,第八章,第八章,第八章,8.1.2总线的分类,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,第八章,8.1.2总线的分类,总线,片内总线（InChipBus）,芯片总线（Component-LevelBus）,内总线（Board-LevelBus）,外总线（CommunicationBus）,标准总线非标准总线国际标准总线、国家标准总线、企业标准总线,第八章,8.1.3并行总线,一、并行总线的构成,地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB,第八章,二、并行总线的时序,1、同步并行总线时序,数据传送速率（或总线带宽）完全由同步时钟频率和数据总线宽度确定无法兼容总线上各种不同响应速度的设备,第八章,二、并行总线的时序,2、异步并行总线时序,总线传输速度可根据设备的响应速度自动调整适应能力强全互锁握手方式,第八章,二、并行总线的时序,3、半同步并行总线时序,能兼容总线上各种不同响应度的设备使同步总线达到与异步总线相同的功能,第八章,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,仲裁方式,“菊花链”总裁（串行）,并行仲裁,串并行二维仲裁,第八章,三、并行总线的仲裁,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,第八章,三、并行总线的仲裁,2、并行总线仲裁方式,各模块均有独立的总线请求BR、总线允许BG,第八章,三、并行总线的仲裁,3、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,第八章,四、并行总线标准,第八章,8.1.4串行总线,一、串行总线的构成,只有数据总线，没有地址总线、控制总线总线上信息（数据、地址）按位传输,总线规模小，特别适用于远距离通信也可作为系统内部通信和近距离通信,COM口RS-232、RS-485,串行通信接口,USB接口,SPI/QSPI,串行扩展接口,I2C,Microwire,第八章,二、串行总线的技术特点,总线上信息（数据、地址）按位传输,1、传输方式：,单工、半双工、全双工,第八章,传输率bps波特率,2、传输速率：,110bps、300bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps,第八章,信号线数量少,3、通信控制方式：,降低了传输成本,但对通信双方的收发电路来说，增加了复杂性,速率相同约定数据传送格式差错控制应答控制,第八章,同步通信和异步通信,以数据位之间的时间相关性来分类的,1、同步传输方式(先发MSB),信息的字节与字节之间、位与位之间均与同步时钟有严格的时间关系,第八章,同步通信和异步通信,以数据位之间的时间相关性来分类的,2、异步传输方式(先发LSB),信息的同一字节中虽有相对的时间关系但字节与字节之间无任何时间关系,第八章,串行连接中具备3台或更多的设备时，所有设备共享一条通路，并用一个网络协议决定每台设备在什么时候可以发送,由于只有数据总线，串行通信只保证串行数据的准确传输，而不关心该数据是什么意义,所以必须要有相应的通信协议配合才能实现完整的数据通信功能,第八章,4、差错控制,误码,检错和纠错,奇偶校验CRC循环冗余校验,第八章,三、串行总线标准,目前应用最广泛的标准串行总线接口之一,1、RS-232标准：,数据帧格式空闲、起始位、数据位、校验位、停止位,第八章,接收端采用比数据速率高数倍（如16倍）的采样时钟对数据线上信号进行采样，并按照一定规则进行判决以恢复出数据信息,收发双方的时钟差异不能超过一定限度，否则会造成数据采样判决错误此外，该方式还有利于提高抗干扰能力,第八章,最初是为远程通信连接数据终端设备DTE与数据通信设备DCE而制定的,2、RS-232C标准：,该标准规定了22条控制信号线，使用DB25连接；常用信号线有8根，可使用DB9连接最简单的连接仅需3根连线,第八章,RS-232C信号定义,第八章,空号（Space）和控制、状态信号的逻辑“0”对应于电平3V15V传号（Mark）和控制、状态信号的逻辑“1”对应于电平3V15V,RS-232C标准采用负逻辑：,因此各终端通信必须经过电平转换可使用专用的电平转换芯片，如MAX232等,第八章,采用了平衡差分传输技术，提高了共模抑制能力，大大减小了地线电位差引起的麻烦,3、RS-422/423标准：,为RS-422标准的改进增强版本，并兼容RS-422标准逻辑电平与传统数字逻辑TTL兼容，且对物理层没有任何严格要求,4、RS-485标准：,第八章,由Philips公司推出的用于IC之间的一种二线制全双工同步串行扩展总线串行数据线SDA、串行时钟线SCL,5、I2C总线标准：,第八章,USB（UniversalSerialBus）是外设与计算机连接的接口总线简化外设的连接过程，具备即插即用、热插拔、接口体积小、节省系统资源、传输可靠、良好的兼容性、共享式通信、低成本,6、USB标准：,第八章,其前身是1996年由苹果公司起草的，称之为火线（FireWire）并注册为