计算机外设与接口技术-袁新燕-24891讲稿20

总线,总线总线是连接设备或部件的公共通道。设备之间的通信信号行进在通道上，但要通过CPU处理器的控制。这样，CPU处理器和各个设备组成了系统总线上的通信部件。局部总线和共享总线如果系统是由主从设备构成，其采用的总线被称为局部总线。例如由INTEL微处理器控制着键盘、显示器或打印机组成的系统，应采用局部总线。如果系统上的各个设备并非主从固定式，而是具有互为主从，或类型不同的处理器(指令不同)，或不同厂家的操作系统等多元化形式，则必须采用共享总线或称为远程总线。,系统总线上各个部件的关系,一个时刻只有一个带有微处理器的设备占有总线的控制主权，某微处理器一旦获得主控权，可以访问总线共享资源，还可以通过共享总线与其它从处理器通信。其它微处理器在共享系统中处于从属位置，每个处理器与各自的I/O设备通信是通过局部总线实现的。,总线简介,总线发展至今，已出现了许多标准。下面介绍流行的系统总线和现代主板上的总线插槽。ISA(IndustryStandardArchitecture)8位62引脚总线插槽，时钟为8MHZ。ISA16位的62+36引脚总线插槽，时钟为8MHZ。MCA微通道(或Multibus)32-位总线插槽，时钟为1040MHZ，主要为PS/2系列机所设计。EISA(ExtendedIndustrystandard)扩展的32位工业标准结构总线。时钟仍为8MHZ。,VESA-VLB(VideoElectronicsStandardAssociation-VideoLocalBus)视频电子标准协会-视频局部总线，主要提供的是硬盘驱动器与局域网LAN适配器的32位访问。只是局域总线的负载有限，仅连接23个总线适配器。PCI(PeripheralComponentInterconnect)外围组件互连总线。是微型计算机最新使用的总线，支持Pentium64位数据总线，可运行在66MHZ的工作频率上。AGP（AcceleratedGraphicsPort）图形加速端口。是专门的高速显示数据通道，其数据最高传输速率266MBps1064MBps，是PCI总线最高传输速率133MBps266MBps的28倍。,PCI总线,PCI总线的特点1)PCI具有即插即用(plug-and-play)特性，能自动识别外设；2)具有隐含的中央仲裁系统；3)数据传输率高，具有高速图形处理能力；4)支持多任务和不同操作系统，具有与CPU-存储器子系统完全并行操作的能力；5)动态的资源配置模式；6)插槽尺寸小于ISA/EISA，减少了引脚；7)特别兼容于Intel处理器，具有完全的多总线主控能力。,PCI总线的结构和性能特点,总线结构PCI总线是一种开放式结构。作为互连总线，在PCI总线控制器的作用下，可以连接各种局部总线标准，包括不同CPU，不同操作系统的总线标准。图10-12给出了PCI总线系统的结构。在系统中，主微处理器、系统内部存储器，就是通过专用的PCI总线控制器连接到PCI总线上的。这个总线控制器称为PCI桥，由多片集成电路组成。PCI总线的主要性能指标：l支持10台外设l总线频率33/66MHzl最大数据传输速率132MBpsl数据总线宽度32位（5V）/64位（3.3V）l提供地址和数据的奇偶校验l支持64位寻址,PCI控制器的组成,PCI控制器各部件的作用,PCI控制器由多片高集成度的集成电路组成。如图10-13所示1.82434LX82434LX是PCI总线的核心微控制器，简称PCMC。2.82433LX82433LX/LBX是PCI总线的数据加速器。主要作用有：允许在CPU总线与PCI总线之间传输并行的总线周期；使64位DRAM数据总线和32位的PCI数据总线进行接口；为CPU总线与PCI总线提供奇偶校验支持；提供CPU、主存和PCI之间的数据总缓冲。,3.8237882378是系统I/O简称SIO。该芯片主要负责，将PCI总线信号转换成ISA总线信号。在转换过程中，所有适配器即接口电路中的串、并行信号，经过82378的转换成为PCI的支持信号。主要信号包括：DMA请求和回答、中断的请求和回答、计数器/定时器中断、片选几数据缓冲信号。4.82375EB/PCEB及82374ESC前者的作用是允许PCI总线与EISA总线的接口迁移；后者为EISA提供所需的控制信号，负责将ISA、EISA总线周期转换成PCI总线周期。,PCI总线信号,PCI总线信号时序,PCI的外围命令是通过C/BE#引脚发出的。在T1周期，存储器和I/O地址出现在AD(n)信号线上;同时PCI命令从C/BE#0C/BE#3这4个引脚发出,随着下一个周期的出现，数据字节是以复用方式输入或输出的。命令信号Command与控制信号BEs也是复用的。,中断应答命令,中断应答命令是一个读操作，在从设备就绪TRDY#和主设备就绪IRDY#同时有效时，向量才会被锁存。与此同时响应的设备必须发出DEVSEL#设备选择信号。1110B表示的是中断向量的字节长度值。,PCI总线命令,PCI空间配置,PCI总线的存储器内安排有256个字节的设备配置空间，允许用户进行访问(注意，这里每个字节包含32位)。头64字节包含的是总线接口信息。在00H开始的32bit中，存放用户和销售商的标识。称为单元识别码。状态字寄存器和命令字寄存器都是16位长，共同使用04H地址。存放在08H中的是“类码”，用来区分总线上的设备类型。,PCI总线的状态字和命令字格式,小结,PCI总线没有更加突出主控设备之间竞争的仲裁技术，在这方面它不是Multibus的对手。PCI总线在不降低数据宽32位、时钟3MHz等性能的基础上，特别重视“开放式”和“软配置”。的确解决了多处理器和并行性的问题。特别是开发环境，它借助