第8章 总线结构

1、v了解总线的分类和应用了解总线的分类和应用;v掌握集中式总线仲裁方式的工作原理掌握集中式总线仲裁方式的工作原理;v了解了解PC机中常用的总线标准和特点机中常用的总线标准和特点 教教 学学 要要 求求 CPUM接口接口接口接口IOIO单总线结构单总线结构优点：优点：简化操作，便简化操作，便于系统的扩展，于系统的扩展，CPUCPU的效率提高了。的效率提高了。缺点：缺点：对总线的速率对总线的速率要求高，负担重，而要求高，负担重，而且控制管理也更复杂且控制管理也更复杂了。了。优点优点：总线上的负载：总线上的负载不重，速度较高。不重，速度较高。缺点：缺点：增加了增加了CPUCPU的的开销，降低了开销，降

2、低了CPUCPU的的性能。性能。双总线结构双总线结构系统总线系统总线CPU存储总线存储总线M接口接口接口接口IOIO三总线结构三总线结构系统总线系统总线CPU存储总线存储总线I/O通道通道I/O总线总线接口接口接口接口IOIOMBSBSBRBRBGBG总总线线控控制制部部件件设备接口设备接口0 0设备接口设备接口1 1设备接口设备接口n n数据总线数据总线地址总线地址总线设备地址设备地址总总线线控控制制部部件件设备接口设备接口0设备接口设备接口1设备接口设备接口n数据总线数据总线地址总线地址总线数据总线数据总线地址总线地址总线BGnBRnBG0BR0总总线线控控制制部部件件设备接口设备接口0设

3、备接口设备接口1设备接口设备接口n PC总线最初用于总线最初用于IBM PC/XT机主板机主板，目的是便于保留老，目的是便于保留老的的PC扩展卡。在后来制定的扩展卡。在后来制定的ISA总线标准中被称为总线标准中被称为8位位ISA总总线，目前已被淘汰。线，目前已被淘汰。 PC总线是配合总线是配合Intel 8088处理器的，因此是处理器的，因此是8位总线，具位总线，具有有8位数据线和位数据线和20位地址线，直接内存寻址能力为位地址线，直接内存寻址能力为1MB。它的扩展插槽是黑色的，有它的扩展插槽是黑色的，有62个触点，分列两边，每边个触点，分列两边，每边31个。个。l ISA总线标准来源于总线标

4、准来源于IBM PC/AT机主板使用的系统机主板使用的系统I/O总线总线和扩展插槽，也称为和扩展插槽，也称为AT总线，总线，87年成为国际通用总线标准年成为国际通用总线标准ISA（Industry Standard Architecture）即工业标准结构总线。）即工业标准结构总线。l ISA是针对是针对Intel 80286 CPU设计的，是设计的，是16位总线，数据线位总线，数据线16位和地址线位和地址线24位，即直接内存寻址为位，即直接内存寻址为16MB。它的工作时钟是。它的工作时钟是8.33MHz，数据传输率为，数据传输率为8.33MB/S。l 16位位ISA总线是在总线是在8位位IS

5、A总线插槽的沿伸方向上增加了一个总线插槽的沿伸方向上增加了一个双排共双排共36触点的插槽，新增的插槽引脚把触点的插槽，新增的插槽引脚把8位数据和位数据和20位地址位地址扩展成扩展成16位数据线和位数据线和24位地址线。因此位地址线。因此16位位ISA插槽同插槽同8位位ISA插槽保持了互换性，即插槽保持了互换性，即16位位ISA槽也可以使用槽也可以使用8位位ISA卡。卡。低速低速ISAISA标准与高速的标准与高速的3232位位386386、486486和和Pentium CPUPentium CPU形成了一形成了一定的矛盾，但为了允许保留使用老的定的矛盾，但为了允许保留使用老的ISAISA卡，主

6、板仍保留至少卡，主板仍保留至少一个一个ISAISA插槽。插槽。ISAISA总线扩展插槽的引脚配置如图所示。总线扩展插槽的引脚配置如图所示。ISAISA总线扩展插槽总线扩展插槽 PCI PCI即外部设备互联总线，专门为即外部设备互联总线，专门为Intel PentiumIntel Pentium处理器设处理器设计的，使外设主芯片能快捷地连入系统计的，使外设主芯片能快捷地连入系统, ,它也是一种它也是一种高性能高性能的的PCPC机局部总线。机局部总线。 PCIPCI的的高速性能高速性能支持各种高速设备，特别是支持各种高速设备，特别是3D3D图形加速卡。图形加速卡。目前目前PCIPCI扩展卡已成为微

7、机高速扩展卡的主流，包括显示卡、声扩展卡已成为微机高速扩展卡的主流，包括显示卡、声卡、卡、ModemModem卡、网卡和视频卡等。卡、网卡和视频卡等。l主板的芯片组内含主板的芯片组内含PCIPCI桥，通过这个缓冲控制器，可以实现桥，通过这个缓冲控制器，可以实现6 6个个PCIPCI扩展槽同时工作。扩展槽同时工作。lPCIPCI是白色插槽独立结构是白色插槽独立结构，与，与ISAISA扩展卡不兼容。它的插槽每边扩展卡不兼容。它的插槽每边6262线，线，共共124124线。线。l6464位的位的PCIPCI总线扩展槽是在总线扩展槽是在3232位位PCIPCI插槽上延长，每边增加插槽上延长，每边增加3

8、232线线lPCIPCI总线插槽分为总线插槽分为5V5V供电电源和供电电源和3V3V供电电源两种供电电源两种，为避免这两种不，为避免这两种不同的扩展卡插错，同的扩展卡插错，3V3V的插槽的定位挡片的插槽的定位挡片KeyKey的位置改设在的位置改设在1212、1313引脚引脚处。电源为处。电源为3V3V和和5V5V的的3232位位PCIPCI总线扩展插槽的引脚配置如图所示。总线扩展插槽的引脚配置如图所示。指指 标标IDE接口接口PC BIOS限制值限制值最大磁头数最大磁头数1625616最大磁道数最大磁道数6553610241024磁道最大扇区磁道最大扇区2556363最大磁盘容量最大磁盘容量136.9GB8.4GB528MB指指 标标 项项USB1.1USB2.0连接设备数连接设备数127127传输数率（传输数率（MB/S