微机原理及接口技术第4章总线01

1、1微机原理及接口技术第4章 总线4.1 系统总线系统总线2n总线总线：连接：连接两个以上两个以上数字系统元件的数字系统元件的公共的公共的信息信息通路。通路。n总线的总线的分类分类：片内总线片内总线元件级总线元件级总线系统总线（内总线）系统总线（内总线）通信总线（外总线）通信总线（外总线）n标准标准总线的优点：总线的优点： 简化软、硬件设计，简化系统结构。简化软、硬件设计，简化系统结构。 模块化模块化 使系统易于扩展、便于更新。使系统易于扩展、便于更新。 便于调试、维修。便于调试、维修。 各插件板分别调试各插件板分别调试CPU内存内存总线控制逻辑总线控制逻辑扫描仪扫描仪网卡网卡声卡声卡SCSI卡

2、卡3STD ：工业控制工业控制ISA ：IBM PC/AT（286）MCA ：IBM垄断（与垄断（与ISA不兼容）不兼容）EISA ：扩展扩展ISA（与（与ISA兼容）兼容）VESA ：视频；局部总线视频；局部总线PCI ：现在。图形界面、高速数传现在。图形界面、高速数传AGP ：图形加速接口图形加速接口4.1 系统总线系统总线4n 兼容性好兼容性好n 小板结构，模块化小板结构，模块化n 可靠性高可靠性高n 结构简单，支持多微处理器结构简单，支持多微处理器4.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线一、特点：一、特点：P1025n 地址选择信号产生时序地址选择信号产生时序4.1 系统总

3、线系统总线 4.1.1 STD总线总线二、信号定义：二、信号定义：P103扩扩 展展请请 求求地地 址址地地 址址 选选 择择IOEXP, MEMEXPIORQ, MEMRQ地址总线地址总线6WRn 读写时序读写时序4.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线二、信号定义：二、信号定义：P103地地 址址 选选 择择RD数数 据据RD数据总线数据总线地地 址址 选选 择择数数 据据WR数据总线数据总线读时序读时序写时序写时序7n串行串行n并行并行Page 1044.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线三、中断优先级的实现：三、中断优先级的实现：PCIPCOINTRQINTA

4、KINTRQINTAKIRQIRQ8n串行串行n并行并行BAI BAO BUSAK BUSRQPage 1054.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线四、总线优先级控制：四、总线优先级控制：9n 利用利用MEMEX选择存储器组选择存储器组n 输出接口存储器选择法输出接口存储器选择法4.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线五、存储器的扩展五、存储器的扩展 Page 10610n 输出接口存储器选择法输出接口存储器选择法4.1 系统总线系统总线 4.1.1 STD总线总线五、存储器的扩展五、存储器的扩展n 向向I/O写一个数（如写一个数（如1111 1110，选择，选择ME

5、M组组0），即第一），即第一组组64K）；）；n 对对MEM组组0操作（操作（RD/WR）。）。 64KB8512KB114.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线Industry Standard ArchitectureBaby ATATX124.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线Industry Standard Architecture一、一、ISA总线的特点：总线的特点：P107 XT总线AT总线15n 数据总线为数据总线为16位（支持位（支持8位、位、16位数据操作）位数据操作）SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WSn 提速提速：0WS，零等待状态，

6、也叫，零等待状态，也叫NOWS（No Wait State），），ISA卡通知卡通知CPU不插不插Tw。n 升位升位：MEMCS16、IOCS16，插件板通知，插件板通知CPU进行进行16位数据传送。位数据传送。n 位数可选位数可选：SBHE，总线高字节允许（，总线高字节允许（System Bus High Enable），可选），可选8位、位、16位操作。位操作。【注意注意】当当SBHE被被主控设备主控设备（一般为系统主板）置为低电平时，（一般为系统主板）置为低电平时，ISA插卡必须及时将插卡必须及时将IOCS16或或MEMCS16置为有效作为置为有效作为回应。回应。4.1 系统总线系统总线

7、 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义16n 数据总线为数据总线为16位（支持位（支持8位、位、16位数据操作）位数据操作）SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WS4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义SBHE SA0操作操作所用数据线所用数据线0 0从偶地址开始读从偶地址开始读/写一个字写一个字(16位位)D15D00 1从奇地址读从奇地址读/写一个字节（写一个字节（8位）位）D15D81 0从偶地址读从偶地址读/写一个字节（写一个字节（8位）位）D7D01 1无效无效无无17n 寻址能力达到寻址能力达到16MB，地址、数据线不复用。

8、，地址、数据线不复用。l LA17LA23（非锁存信号，可用（非锁存信号，可用BALE 锁存）锁存）l LA17LA19（不锁存）与（不锁存）与SA17SA19（锁存）重复。（锁存）重复。n 中断扩充为中断扩充为11个（个（PC/XT为为6个）个）IRQ3IRQ7，IRQ9IRQ12，IRQ14IRQ15l IRQ0（定时器）、（定时器）、IRQ1（键盘）、（键盘）、IRQ2（级联）（级联） 、IRQ8（定时器（定时器8254） 、IRQ13（协处理器）用于系统（协处理器）用于系统板上，总线上不出现。板上，总线上不出现。l B4引脚：引脚：IRQ2（XT） IRQ9（AT），早期由），早期由8

9、259级联实现。级联实现。4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义184.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义INTIRQ8IRQ9IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ15IRQ0IRQ1IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7INTINTA高高低低优先级：优先级：8259825919n DMA扩充为扩充为7个（个（PC/XT为为4个）个）l DRQ03，DRQ57（新增），（新增），DACK0DACK3，DACK5DACK7l 优先级：优先级：DRQ0DRQ1DRQ7（DRQ4用作用作8237级联，不

10、出现）级联，不出现）l DRQ03：8位传输位传输DRQ57：16位传输位传输4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义20n ISA总线是一种多主控总线：总线是一种多主控总线：MASTER若若ISA插卡要控制总线，则：插卡要控制总线，则：l ISA卡置卡置DRQx为高；为高；l DMAC送送HOLD申请总线，若成功（申请总线，若成功（CPU送来送来HOLDACK信号）则信号）则DMAC置相应的置相应的DACKx有效有效 ISA卡成为总线上的主控设备；卡成为总线上的主控设备；l 此时此时AEN为高电平，若此时为高电平，若此时ISA卡需要访问其它卡需要访问其它I

11、/O设备（包括其它设备（包括其它ISA卡），则置卡），则置MASTER为低为低 释释放放AEN（使（使AEN为低电平，无效）；为低电平，无效）；l l ISA卡是否卡是否DRQx（置为低），释放（置为低），释放MASTER（置为（置为高）高） 总线控制权又返回系统板。总线控制权又返回系统板。4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义21n速度：速度：CLK（B20，Output）4.77MHz 8.3MHz（标准）（标准） 12MHz4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线二、信号定义二、信号定义时序时序8位位I/O读读/写写16位位I/O读读/写

12、写标准周期：标准周期：T1 BALE有效；有效；T2 读写控制信号有效；读写控制信号有效；T3 T4 T5 等待；等待；T6 锁存数据锁存数据延长周期：延长周期：IOCHRDY T6采样采样零等待周期：零等待周期：0WS T3采样，若有效采样，若有效 T3结束结束I/O读读/写写标准周期：标准周期：T1 T2 T3延长周期延长周期要求要求ISA卡在译码条件成立的同时将卡在译码条件成立的同时将IOCS16或或MEMCS16置为低电平。置为低电平。22n 速度：速度：CLK（B20，Output）4.77MHz 8.3MHz（标准）（标准） 12MHz4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总

13、线总线二、信号定义二、信号定义速度速度8位，位，CLK=8MHz16位，位，标准周期标准周期标准：标准：零等待：零等待：CLK8MHz：CLK12MHz：SMBSB/33. 1/61086SMBSB/67. 2/31086SMBSB/33. 5/231086SMBSB/8/231012623n早期的早期的PC机机n现在现在4.1 系统总线系统总线 4.1.2 ISA总线总线三、三、ISA总线的体系结构总线的体系结构南桥南桥中断控制器中断控制器IDE控制器控制器USB主控制器主控制器DMA控制器控制器 254.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线（局部总线，（局部总线，1993年）年

14、）Peripheral Component Interconnect Local BusBaby ATATX26ABIT KV7 Motherboard (AMD Athlon XP System Board Socket 462)274.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线n 不依赖于处理器：不依赖于处理器：更换更换CPU 换换PCI桥路即可桥路即可 使使PCI总线能为总线能为I/O功能而优化功能而优化一、一、PCI总线的特点：总线的特点：P111，CPUPCI桥桥PCI Bus284.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线n 扩充性好：扩充性好：挂多个设备，驱动能力不

15、够挂多个设备，驱动能力不够 采用多采用多PCI总线结构总线结构一、一、PCI总线的特点：总线的特点：P111，CPU桥桥0PCI Bus 1存储器存储器桥桥1PCI设备设备PCI Bus 0桥桥2设备设备PCI Bus 2总线桥总线桥标准总线标准总线294.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线n 具有自动配置功能，支持即插即用（具有自动配置功能，支持即插即用（PnP）。）。资源需求设置工作在系统初启时由资源需求设置工作在系统初启时由BIOS完成。完成。n 数据、地址奇偶校验功能数据、地址奇偶校验功能 保证数据完整性、准确性。（保证数据完整性、准确性。（PAR）n 数据宽度数据宽度3

16、2位，可扩展为位，可扩展为64位；位；2.0版支持版支持33MHz时钟，时钟，2.1版增加了对版增加了对66MHz总线操作的总线操作的支持。支持。n 信号复用，支持无限读写突发操作。信号复用，支持无限读写突发操作。地址、数据信号共用信号线，信号不同阶段表示不同含地址、数据信号共用信号线，信号不同阶段表示不同含义。义。33MHz32位：位：132MB/s峰值传送速率；峰值传送速率；64位：位：264MB/s峰值传送速率；峰值传送速率；66MHz64位：位：528MB/s峰值传送速率。峰值传送速率。一、一、PCI总线的特点：总线的特点：P111，304.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线

17、总线n 适应性广。台式机、便携机、服务器；适应性广。台式机、便携机、服务器；3.3V、5V电源。电源。n 并行总线操作。在并行总线操作。在PCI桥支持下，处理器总线、桥支持下，处理器总线、PCI总线与扩展总线可并行工作。总线与扩展总线可并行工作。一、一、PCI总线的特点：总线的特点：P111，314.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线以以PCI总线读操作为例：总线读操作为例：总线命令（地址节拍）总线命令（地址节拍）C/BE3:0#命令类型命令类型二、信号定义：二、信号定义：P1120 0 0 0中断应答中断应答0 0 0 1特殊周期特殊周期0 0 1 0I/O读读0 0 1 1I

18、/O写写0 1 1 0MEM读读0 1 1 1MEM写写1 0 1 0读配置读配置1 0 1 1写配置写配置324.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线以以PCI总线读操作为例总线读操作为例突发成组数据传输：突发成组数据传输：一个分组一个分组一个地址节拍一个地址节拍一个（多个）数据节拍一个（多个）数据节拍 （Address phase） （Data phase）二、信号定义：二、信号定义：P112334.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线二、信号定义：二、信号定义：P1121234CLK567FRAME#地址地址数据数据1数据数据2数据数据3主主从从AD31:0总线命

19、令总线命令字节允许字节允许1字节允许字节允许2字节允许字节允许3C/BE3:0#IRDY#TRDY#DEVSEL#总线时钟总线时钟主设备准备好主设备准备好从设备准备好从设备准备好等待周期等待周期Tw地址节拍地址节拍总线转换总线转换周期周期数据节拍数据节拍1数据节拍数据节拍2数据节拍数据节拍3总线传送（一个分组）总线传送（一个分组）X344.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线lFRAME#：帧周期信号，由主控设备驱动，表示：帧周期信号，由主控设备驱动，表示一个总线周期的开始和结束。一个总线周期的开始和结束。DEVSEL#：设备选择信号，从设备驱动。：设备选择信号，从设备驱动。l总线

20、转换周期总线转换周期：AD31:0既不被主设备也不被从既不被主设备也不被从设备驱动，以避免总线冲突。设备驱动，以避免总线冲突。写操作无总线转换周期。写操作无总线转换周期。l在同一个时钟上升沿在同一个时钟上升沿IRDY#和和TRDY#都有效时，都有效时，数据才可以传送。数据才可以传送。l第一个地址由地址节拍得到，以后线性相加。第一个地址由地址节拍得到，以后线性相加。（线性增长方式）（线性增长方式）l地址地址/数据复用：地址节拍、数据节拍数据复用：地址节拍、数据节拍二、信号定义：二、信号定义：以以PCI总线读操作为例总线读操作为例354.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线过程描述：过

21、程描述：二、信号定义：二、信号定义：以以PCI总线读操作为例总线读操作为例FRAME#地址节拍地址节拍AD31:0：地址：地址C/BE3:0：命令（总线读）：命令（总线读） 0110总线转换周期总线转换周期从：从：DEVSEL#主：主：IRDY#数据节拍数据节拍FRAME#“0”FRAME#此为最后一个数据节拍此为最后一个数据节拍若若TRDY#或或IRDY#在在CLK 为高电平，为高电平，则主设备自动插入则主设备自动插入TwPCI Timeline4.1 系统总线系统总线 4.1.3 PCI总线总线三、三、PCI总线的发展总线的发展AGP (primarily for graphics car

22、ds)PCI Express x132-bit PCIPCI Express x1664-bit PCIISA常常见见的的系系统统总总线线38微机原理及接口技术第4章 总线4.2 通信总线通信总线39nIEEE 488nIDE、ATA、SATAnSCSInCentronicnRS232CnUSBnIEEE13944.2 通信总线通信总线40nDTE：数据终端设备：数据终端设备nDCE：数据通信设备：数据通信设备4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口一、一、RS232C的特点：的特点：P116二、电气特性、引脚功能：二、电气特性、引脚功能：25针针/9针针 D

23、型连接器型连接器41n 信号信号n 传送信息信号：传送信息信号：TxD ：发送数据线（：发送数据线（DTE DCE）RxD ：接收数据线（：接收数据线（DTE DCE ）n 联络信号：联络信号：RTS ：请求发送（：请求发送（DTE DCE）CTS ：清除发送（：清除发送（DTE DCE ）DTR(20)(20)：DTE就绪（就绪（DTE DCE）DSR ：DCE就绪（就绪（DTE DCE ）DCD：数据载波检测（：数据载波检测（DTE DCE ）RI：振铃指示（：振铃指示（DTE DCE ）4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、电气特性、引脚功能：二、

24、电气特性、引脚功能：25针针/9针针 D型连接器型连接器42RTS：请求发送：请求发送 半双工：半双工：RTS请求，请求，CTS应答应答 （DTE DCE） 全双工：接恒定电平全双工：接恒定电平CTS：清除发送：清除发送 （DTE DCE ）DTR：DTE就绪，就绪，计算机一加电即有效计算机一加电即有效 （DTE DCE）DSR：DCE就绪，就绪，Modem加电且连在线路时有效加电且连在线路时有效 （DTE DCE ）DCD：数据载波检测（：数据载波检测（DTE DCE ） “1” 本地本地DCE收到远程收到远程DCE发的发的载波载波信号信号RI：振铃指示（：振铃指示（DTE DCE ） “1

25、” 本地本地DCE收到远程收到远程DCE发的发的振铃振铃信号信号4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、电气特性、引脚功能：二、电气特性、引脚功能：25针针/9针针 D型连接器型连接器43n 电平电平 （一般为（一般为12V）4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、电气特性、引脚功能：二、电气特性、引脚功能：25针针/9针针 D型连接器型连接器数据信号数据信号（RxD、TxD）控制信号控制信号（RTS等）等）逻辑逻辑1315V（传号）（传号）315V（接通）（接通）逻辑逻辑0315V（空号）（空号）315V（断开）（断

26、开）44n 与与TTL电平转换电平转换TTL RS232C：MC1488，SN75150，15V供电供电RS232C TTL：MC1489，SN75154，5V供电供电MAX232：单：单5V供电，内部有电压倍增电路供电，内部有电压倍增电路 CMOS/TTL RS232C4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、电气特性、引脚功能：二、电气特性、引脚功能：25针针/9针针 D型连接器型连接器45n 使用使用Modem连接连接电缆信号一一对应，共电缆信号一一对应，共10线。线。（保护地、信号地、（保护地、信号地、）n 软硬件系统调试：控制台、超级终端软硬件系统

27、调试：控制台、超级终端4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的应用的应用计算机计算机（DTE）Modem（DCE）Modem（DCE）计算机计算机（DTE）电话线电话线46n 直接连接：计算机（直接连接：计算机（DTE） 计算机（计算机（DTE）用于近程通信，用于近程通信，15米，多种连法，举二例。米，多种连法，举二例。n 交叉连接方式交叉连接方式n 三线经济方式三线经济方式4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的应用的应用47n 直接连接：计算机（直接连接：计算机（DTE） 计算机（计

28、算机（DTE）n 交叉连接方式交叉连接方式4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的应用的应用全双工全双工全双工全双工48n 直接连接：计算机（直接连接：计算机（DTE） 计算机（计算机（DTE）n 三线经济方式三线经济方式软件不需要检测软件不需要检测CTS、DSR状态。状态。4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的应用的应用49RS423：单端输出、差分接收（非平衡传输）：单端输出、差分接收（非平衡传输）n1200米米1Kbpsn90米米100KbpsRS422：差分输出、差分接收（平衡

29、差分传输）：差分输出、差分接收（平衡差分传输）n1200米米100Kbpsn90米米10Mbps4.2 通信总线通信总线 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口四、四、RS423、RS422504.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线l SCSI：Small Computer System Interface，读作，读作“Scuzzy”l 开发目的：使用逻辑地址而非物理地址寻址数据开发目的：使用逻辑地址而非物理地址寻址数据不依赖于计算机系统总线不依赖于计算机系统总线计算机计算机外存外存SCSI514.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线An assor

30、tment of various SCSI connectors on the backs of two Zip drives and an external hard disk drive. Each of these devices has a control on the back for changing the SCSI ID number of the unit. Each also has two SCSI ports so that additional SCSI devices may be daisy-chained on.Note the diamond-shaped S

31、CSI symbol in the upper-right corner of the picture.52n 是通用接口，是一种设备无关的是通用接口，是一种设备无关的I/O子系统。子系统。磁盘、磁带、磁盘、磁带、CD-ROM、CDRW、n PC、服务器、工作站、小型机、服务器、工作站、小型机、n 使用高级命令通信，不涉及物理地址使用高级命令通信，不涉及物理地址n 总线上总线上 主机适配器主机适配器外设控制器外设控制器 8个个n 多任务：主机多任务：主机外设外设 外设外设外设外设 占用占用CPU资源少资源少智能：有专用命令集，智能：有专用命令集， 有有总线仲裁总线仲裁、设备选择设备选择功能。功

32、能。4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线一、特点一、特点接口本身的功能接口本身的功能53n 两种工作方式：两种工作方式：l 同步数据传输同步数据传输SCSI-1：5 MB/sSCSI-2：10 MB/sl 异步数据传输异步数据传输SCSI-1：1.53 MB/sn SCSI总线上的设备无主总线上的设备无主/从之分。总线上任何设备从之分。总线上任何设备可作启动设备，也可作目标设备。可作启动设备，也可作目标设备。4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线一、特点一、特点54n 驱动方式驱动方式l 单端：最大总线长度为单端：最大总线长度为6米。米。l 差分：最大总线

33、长度为差分：最大总线长度为25米。米。l LVD：最大总线长度为：最大总线长度为12米。米。三种驱动方式不能共存（驱动电路、接收电路）三种驱动方式不能共存（驱动电路、接收电路）4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线一、特点一、特点Low Voltage Differential，低压差动，低压差动负逻辑负逻辑“1” 低电平低电平“0” 高电平高电平信号成对使用，无公共地信号成对使用，无公共地“”“”电平：电平：“1”“”“”电平：电平：“0”554.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线二、设备连接二、设备连接564.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI

34、总线总线三、总线信号三、总线信号启动启动设备设备A电电缆缆接接口口目标目标设备设备A电电缆缆接接口口DB7DB0，DBPREQACKC/DI/OSEL（OC）MSGBSY（OC）ATNRST（OC）57nDB7DB0，DBP：命令，数据，状态，消息，命令，数据，状态，消息，SCSI-IDnREQ，ACK：握手信号：握手信号nC/D“0”：DB7DB0为数据为数据“1”：为命令、状态、消息：为命令、状态、消息I/O“0”：数据：数据 启动设备启动设备 目标设备目标设备“1”：数据：数据 启动设备启动设备 目标设备目标设备SEL“1”：处于选择、再选择阶段：处于选择、再选择阶段MSG“1”：处于消

35、息阶段：处于消息阶段4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线三、总线信号三、总线信号58nATN“1”：启动设备有消息要传送。：启动设备有消息要传送。BSY“1”：SCSI总线正在使用。总线正在使用。RST“1”：复位：复位SCSI总线上的所有设备。总线上的所有设备。4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线三、总线信号三、总线信号59n 概述概述n 启动设备（启动设备（Initiator）选择一个目标设备，并发）选择一个目标设备，并发送一条命令。送一条命令。n 目标设备（目标设备（Target）被选中并接收命令，即获）被选中并接收命令，即获得总线控制权，将命令传

36、送到相应的得总线控制权，将命令传送到相应的LUN（逻（逻辑单元）去执行。辑单元）去执行。n 目标设备释放总线。目标设备释放总线。LUN：物理外设；：物理外设； 执行执行SCSI命令所需的逻辑电路。命令所需的逻辑电路。 （每个（每个Target至少有一个至少有一个LUN）4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线四、工作过程四、工作过程60n SCSI ID每个每个SCSI设备有一个设备有一个ID，不能相同。，不能相同。优先级：优先级：ID7 ID6 ID0SCSI适配器（适配器（SCSI卡）卡） 可接可接7个设备个设备4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线四、工

37、作过程四、工作过程61n 总线阶段总线阶段 信号上的表现信号上的表现4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线四、工作过程四、工作过程总线阶段总线阶段SEL MSG C/D I/O数据方向数据方向数据类型数据类型选择选择1 x x 0I T再选择再选择1 x x 1I T数据输出数据输出0 0 0 0I T数据数据数据输入数据输入0 0 0 1I T数据数据命令命令0 0 1 0I T命令命令状态状态0 0 1 1I T状态状态消息输出消息输出0 1 1 0I T消息消息消息输入消息输入0 1 1 1I T消息消息62n 总线阶段总线阶段 SCSI 阶段迁移图（简化）阶段迁移图（

38、简化）4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线四、工作过程四、工作过程SCSI-1P123，图，图 4.12总线空闲总线空闲仲裁仲裁选择选择消息消息数据数据命令命令消息消息状态状态63n 总线阶段总线阶段例：例：Test Unit Ready 命令命令 阶段迁移表阶段迁移表 （6字节命令，命令码为全字节命令，命令码为全0）4.2 通信总线通信总线 4.2.2 SCSI 总线总线四、工作过程四、工作过程阶段序号阶段名DB7DB0说 明0空闲空闲1仲裁仲裁C0H1100 00002选择选择81H1000 00013消息输出消息输出80HIdentify 消息消息 确认设备确认设备4

39、命令命令00H 发送发送 “Test Unit Ready” 命令命令5命令命令00H6命令命令00H7命令命令00H8命令命令00H9命令命令00H10状态状态00H操作成功（操作成功（Good 状态）状态）11消息输入消息输入00HCommand Complete 消息消息12空闲空闲命令执行完毕命令执行完毕ID7与与ID6竞争总线，竞争总线，ID7获得控制权获得控制权启动设备（启动设备（ID7）选）选择目标设备（择目标设备（ID0）654.2 通信总线通信总线 4.2.3 USB 总线总线USB：通用串行总线，：通用串行总线，Universal Serial BusA USB port

40、on the side of a PowerBook computer, along with the matching cable connector above it. Note the USB symbol that appears next to the port.USB Flash Drives (key drives) come in a variety of shapes and colors (one example is shown below). They store data on flash memory chips. The storage capacity vari

41、es, but anything from 16 MB to over a gigabyte are available.66n 目前目前PC机机I/O模式的缺点：模式的缺点：l PC外设日益丰富，接口、扩展槽有限；种类繁外设日益丰富，接口、扩展槽有限；种类繁多的接口电缆线。多的接口电缆线。l I/O资源分配（资源分配（I/O空间、空间、IRQ、DMA） 接口卡一多，上述资源可能耗尽。接口卡一多，上述资源可能耗尽。l 热插拔、热插拔、PnP的需求。的需求。4.2 通信总线通信总线 4.2.3 USB 总线总线一、对一、对 USB 的需求的需求67n USB的特点的特点/优点：优点：l 单一接口

42、类型。单一接口类型。 4芯接口芯接口l 每个每个USB总线支持总线支持127个外设。个外设。l 整个整个USB系统只用一个端口、一个中断系统只用一个端口、一个中断 节省系统资源节省系统资源l 支持热插拔、动态加载驱动程序：支持热插拔、动态加载驱动程序：带电拔出后自动回收资源；带电拔出后自动回收资源；PnP，自动配置。，自动配置。4.2 通信总线通信总线 4.2.3 USB 总线总线一、对一、对 USB 的需求的需求1：电源：电源2：D3：D4：GND采用采用差分传送差分传送68n USB的特点的特点/优点：优点：l 三种速率，适应不同类型外设。三种速率，适应不同类型外设。l 高速高速 480

43、Mbpsl 全速全速 12 Mbps电缆：屏蔽双绞线，电缆：屏蔽双绞线，5米米 扫描仪、活动硬盘等扫描仪、活动硬盘等l 低速低速 1.5 Mbps电缆：非屏蔽，电缆：非屏蔽，3米米 键盘、鼠标、键盘、鼠标、l 设备供电：设备供电：l 通过通过USB电缆供电（电缆供电（5V，500mA）、通过其它方式）、通过其它方式供电，或两种方式的组合。供电，或两种方式的组合。l 支持节约能源的挂起和唤醒方式。连续支持节约能源的挂起和唤醒方式。连续3ms总线无总线无活动活动自动进入挂起状态自动进入挂起状态设备电流设备电流500A。4.2 通信总线通信总线 4.2.3 USB 总线总线一、对一、对 USB 的需求