第三章系统总线

1、3.1 总线的基本概念总线的基本概念3.2 总线的分类总线的分类3.3 总线特性及性能指标总线特性及性能指标3.4 总线结构总线结构3.5 总线控制总线控制1.什么是总线什么是总线p用来连接多个功能部件并为之提供用来连接多个功能部件并为之提供信息交换的公信息交换的公共通路共通路。是。是构成计算机系统的互联机构；构成计算机系统的互联机构；p一组能为多个部件分时共享的信息传送线；借助一组能为多个部件分时共享的信息传送线；借助总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础进行数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础进行

2、工作。为了减轻总线负载，总线上的部件应通过工作。为了减轻总线负载，总线上的部件应通过三三态驱动缓冲电路态驱动缓冲电路与总线连通。与总线连通。主要特征：主要特征：u分时性分时性u共享性共享性p内部总线：内部总线：CPUCPU芯片内部芯片内部 的总线，的总线， 连接各寄存器及运算部连接各寄存器及运算部件之间的总线。件之间的总线。p系统总线：系统总线：计算机系统各部件之间计算机系统各部件之间 的信息传输线的信息传输线数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线双向双向 与机器字长、存储字长有关与机器字长、存储字长有关单向单向 与存储地址、与存储地址、 I/O地址有关地址有关有出有出 有入有入存储

3、器读、存储器写存储器读、存储器写总线允许、中断确认总线允许、中断确认中断请求、总线请求中断请求、总线请求（1 1）按照总线在系统中所处的位置：）按照总线在系统中所处的位置：内部总线、系统内部总线、系统总线、总线、I/OI/O总线和通信总线总线和通信总线2.总线分类总线分类pI/OI/O总线：中低速总线：中低速I/OI/O设备相互连接的总线。设备相互连接的总线。p通信总线：用于通信总线：用于 计算机系统之间计算机系统之间 或或 计算机系统计算机系统与其他系统与其他系统（如控制仪表、移动通信等之间的通（如控制仪表、移动通信等之间的通信）信）（2）根据总线上信息的传送）根据总线上信息的传送串行串行并

4、行并行3.3.总线的特性总线的特性p物理特性：物理特性：总线的物理连接方式（根数、插头、插总线的物理连接方式（根数、插头、插座形状，引脚排列方式）座形状，引脚排列方式）p功能特性：功能特性：每根线的功能每根线的功能( (地址、数据或控制地址、数据或控制) )p电气特性：电气特性：每根线上信号的传递方向及有效电平范每根线上信号的传递方向及有效电平范围。围。p时间特性：时间特性：规定了每根总线在规定了每根总线在什么时间什么时间有效。有效。p对总线信号组成、信号引脚含义、信号电平等作统对总线信号组成、信号引脚含义、信号电平等作统一规定。一规定。p为了使不同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，为了使不

5、同厂家生产的相同功能部件可以互换使用，就需要进行系统总线的标准化工作。目前，已经出现就需要进行系统总线的标准化工作。目前，已经出现了很多总线标准，如了很多总线标准，如PCIPCI、ISAISA等。等。 p采用标准总线的优点采用标准总线的优点l简化系统设计简化系统设计l简化系统结构，提高系统可靠性简化系统结构，提高系统可靠性l便于系统的扩充和更新便于系统的扩充和更新4.4.总线的标准总线的标准p总线宽度：数据线总线宽度：数据线 的根数的根数p总线带宽（标准传输率）：指单位时间内总线上可总线带宽（标准传输率）：指单位时间内总线上可传送的数据量，用每秒多少兆字节（传送的数据量，用每秒多少兆字节（MB

6、/S）表示。）表示。p总线周期：总线周期：指一次总线操作所用的时间。指一次总线操作所用的时间。p信号线类型：指信号线是专用还是分时复用。信号线类型：指信号线是专用还是分时复用。p仲裁方法：仲裁方法：指集中式裁决还是分布式裁决。指集中式裁决还是分布式裁决。p时钟：指同步方式还是异步方式。时钟：指同步方式还是异步方式。总线标准总线标准数据线数据线总线时钟总线时钟带宽带宽ISA（AT）168 MHz（独立）（独立）15 MBpsEISA328.33 MHz（独立）（独立）33 MBpsVESA(VL-BUS)3232 MHz（CPU）133 MBpsPCI326433 MHz（独立）（独立）64 M

7、Hz（独立）（独立）132 MBps528 MBpsAGP3266.7 MHz（独立）（独立）133 MHz（独立）（独立）266 MBps533 MBpsRS-232串行通信串行通信总线标准总线标准数据终端设备（计算机）和数据通信设备数据终端设备（计算机）和数据通信设备（调制解调器）之间的标准接口（调制解调器）之间的标准接口USB串行接口串行接口总线标准总线标准普通无屏蔽双绞线普通无屏蔽双绞线带屏蔽双绞线带屏蔽双绞线最高最高1.5 Mbps (USB1.0)12 Mbps (USB1.0)480 Mbps (USB2.0)【例例】（1）某总线在一个总线周期中并行传送）某总线在一个总线周期中并

8、行传送4个字节的个字节的数据，总线时钟频率为数据，总线时钟频率为33MHz，总线带宽是多少，总线带宽是多少?（2）如果一个总线周期中并行传送）如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线位数据，总线时钟频率升为时钟频率升为66MHz，总线带宽是多少，总线带宽是多少?单机系统中总线结构：单机系统中总线结构： u单总线系统单总线系统u双总线系统双总线系统u多总线系统多总线系统单总线（系统总线）单总线（系统总线）1. 单总线结构框图单总线结构框图 CPU 主存主存 I/O接口接口 I/O 设备设备1 I/O 设备设备2 I/O接口接口 I/O 设备设备n I/O接口接口单总线：单总线：使用一条单一的系

9、统总线来连接使用一条单一的系统总线来连接CPUCPU、内存和、内存和I/OI/O设备。设备。特点特点: :u结构简单，容易扩充结构简单，容易扩充u当当I/OI/O与主存交换信息时，原则上不影响与主存交换信息时，原则上不影响CPUCPU的工作，的工作，CPUCPU仍可继续处理不访问主存或仍可继续处理不访问主存或I/OI/O的操作，这就使的操作，这就使CPUCPU工作效率有所提高。工作效率有所提高。u单总线结构容易扩展成多单总线结构容易扩展成多CPUCPU系统：只要在系统总线系统：只要在系统总线上挂接多个上挂接多个CPUCPU即可即可. . u但是，因但是，因只有一组总线，当某一时刻各部件都要占用

10、只有一组总线，当某一时刻各部件都要占用时，就会出现争夺现象时，就会出现争夺现象。总线冲突比较严重，这也会。总线冲突比较严重，这也会影响整机的工作速度。影响整机的工作速度。 2. 双总线结构双总线结构存储器存储器SCSI 控制器控制器主存控制器主存控制器ISA、EISA 8 MHz的的16位数据通路位数据通路标准总线控制器标准总线控制器33 MHz的的32位数据通路位数据通路系统总线系统总线多媒体多媒体高速局域网高速局域网高性能图形高性能图形 CPU Modem3. PCI 总线结构总线结构CPU多媒体多媒体PCI 桥桥高速局域网高速局域网高性能图形高性能图形图文传真图文传真PCI 总线总线系统

11、总线系统总线33 MHz的的32位数据通路位数据通路8 MHz的的16位数据通路位数据通路ISA、EISA标准总线标准总线 控制器控制器 SCSI 控制器控制器存储器存储器 Modem判优控制（仲裁逻辑）判优控制（仲裁逻辑）通信控制通信控制 一、一、 基本概念基本概念连接到总线上的功能模块有连接到总线上的功能模块有主动主动和和被动被动两种形态。两种形态。u总线上可以挂很多设备，但任一时刻都只能由一个设备总线上可以挂很多设备，但任一时刻都只能由一个设备控制和使用总线，此设备称为控制和使用总线，此设备称为主设备主设备u响应响应从主设备发来的总线命令的设备称为从设备从主设备发来的总线命令的设备称为从

12、设备u总线占用期：主方持续控制总线的时间。总线占用期：主方持续控制总线的时间。u当多个设备同时提出使用总线的请求时，必须由总线控当多个设备同时提出使用总线的请求时，必须由总线控制器制器按事先规定的原则按事先规定的原则进行仲裁，确定使用总线的先后次进行仲裁，确定使用总线的先后次序，从而决定由哪一个设备控制总线，称为序，从而决定由哪一个设备控制总线，称为总线仲裁。总线仲裁。总线仲裁总线仲裁分布式分布式集中式集中式链式查询链式查询计数器定时查询计数器定时查询独立请求方式独立请求方式根据总线仲裁电路的位置不同，总线仲裁方式可分为：根据总线仲裁电路的位置不同，总线仲裁方式可分为：1、 集中式仲裁集中式仲

13、裁u将总线访问的控制逻辑做在一个控制器将总线访问的控制逻辑做在一个控制器（仲裁控制器）（仲裁控制器）中，中，通过将所有总线请求集中起来，采用一个特定的仲裁算法来通过将所有总线请求集中起来，采用一个特定的仲裁算法来进行仲裁。进行仲裁。u该总线控制器可能是处理器中的部件，也可能是一个独立该总线控制器可能是处理器中的部件，也可能是一个独立的控制单元。系统中每个设备至少有两条控制线连接到总线的控制单元。系统中每个设备至少有两条控制线连接到总线控制器上控制器上 1.1.一条是送往总线控制器的总线请求信号一条是送往总线控制器的总线请求信号BRBR； 2.2.另一条是总线控制器送出的总线授权信号另一条是总线

14、控制器送出的总线授权信号BGBG； 3.3.（可能）还有一条送往总线控制器的总线忙信号（可能）还有一条送往总线控制器的总线忙信号BSBS。u常用的集中式总线仲裁方式重要有常用的集中式总线仲裁方式重要有链式查询方式、计数器链式查询方式、计数器定时查询方式和独立请求方式。定时查询方式和独立请求方式。链式查询方式：通过优先级排队电路来实现，链式查询方式：通过优先级排队电路来实现，离中央仲离中央仲裁器最近的设备具有最高优先权，离总线控制器越远，裁器最近的设备具有最高优先权，离总线控制器越远，优先权越低。优先权越低。u优点：只用很少几根线就能按一定优先次序实现总线优点：只用很少几根线就能按一定优先次序实

15、现总线控制，并且这种链式结构很容易扩充设备。控制，并且这种链式结构很容易扩充设备。u缺点：缺点：1.1.是对询问链的电路故障很敏感是对询问链的电路故障很敏感，如果第如果第i i个设备接口中有个设备接口中有关链的电路出现故障，则该设备后的设备都不能工作关链的电路出现故障，则该设备后的设备都不能工作. . 2. 2.优先级固定优先级固定, ,假如优先级高的设备出现繁忙的总线请求，假如优先级高的设备出现繁忙的总线请求，则优先级低的设备可能长期得不到总线的使用权。则优先级低的设备可能长期得不到总线的使用权。 。（1） 链式查询方式链式查询方式（1） 链式查询方式链式查询方式总总线线控控制制部部件件I/

16、O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口nBG数据线数据线地址线地址线BS 总线忙总线忙BR总线请求总线请求BG总线同意总线同意I/O接口接口1总线授权信号总线授权信号BGBG串行地从一个串行地从一个I/OI/O接口传送到下一个接口传送到下一个I/OI/O接口。假如接口。假如BGBG到达的到达的接口无总线请求，则继续往下查询；假如接口无总线请求，则继续往下查询；假如BGBG到达的接口有总线请求，到达的接口有总线请求，BGBG信号信号便不再往下查询，该便不再往下查询，该I/OI/O接口获得了总线控制权。接口获得了总线控制权。（2 2）计数器定时查询方式计数器定时查询方式：u为总线上的每

17、个设备分配一个总线地址，各设备的总线地址为总线上的每个设备分配一个总线地址，各设备的总线地址按连续值分配，并且在总线控制器中设置一个计数器，若设备按连续值分配，并且在总线控制器中设置一个计数器，若设备数为数为N N，计数器的位数，计数器的位数n n应满足。总线上的任一设备要求使用总应满足。总线上的任一设备要求使用总线时，通过线时，通过BRBR线发出总线请求。线发出总线请求。u总线仲裁电路判断：总线仲裁电路判断：当当BS=0BS=0时，开始计数；计数值经地址线时，开始计数；计数值经地址线送各设备：计数值送各设备：计数值= =某设备，该设备或总线授权；当计数从某设备，该设备或总线授权；当计数从0

18、0开开始时，谁的地址号越小越优先，当计数值从终止点开始，所有始时，谁的地址号越小越优先，当计数值从终止点开始，所有设备优先级相同。设备优先级相同。u每次计数可以从每次计数可以从“0 0”开始，也可以从中止点开发始。如果从开始，也可以从中止点开发始。如果从“0 0”开始，各设备的优先次序与链式查询法相同，优先级的顺开始，各设备的优先次序与链式查询法相同，优先级的顺序是固定的。如果从中止点开始，则每个设备使用总线的优级序是固定的。如果从中止点开始，则每个设备使用总线的优级相等。相等。 0BS 总线忙总线忙BR总线请求总线请求总总线线控控制制部部件件数据线数据线地址线地址线I/O接口接口0BSBRI

19、/O接口接口1I/O接口接口n设备地址设备地址（2） 计数器定时查询方式计数器定时查询方式I/O接口接口1 计数器计数器设备地址设备地址 1计数器的初值也可用程序来设置，这可以方便地改变优先次序，计数器的初值也可用程序来设置，这可以方便地改变优先次序，但这种灵活性是以增加线数为代价的。可方便的改变优先级。但这种灵活性是以增加线数为代价的。可方便的改变优先级。 (3) 独立请求方式独立请求方式u在独立请求方式中，在独立请求方式中，每一个共享总线的设备均有一对总线每一个共享总线的设备均有一对总线请求线请求线BRiBRi和总线授权线和总线授权线BGiBGi。当设备要求使用总线时，便发当设备要求使用总

20、线时，便发出该设备的请求信号。出该设备的请求信号。u总线仲裁器中有一个排队电路，它根据一定的优先次序决总线仲裁器中有一个排队电路，它根据一定的优先次序决定首先响应哪个设备的请求，给设备以授权信号定首先响应哪个设备的请求，给设备以授权信号BGiBGi。u优点：优点：响应时间快，响应时间快，即确定优先响应的设备所花费的时间即确定优先响应的设备所花费的时间少，用不着一个设备接一个设备地查询。其次，对优先次序少，用不着一个设备接一个设备地查询。其次，对优先次序的控制相当灵活。它可以预先固定，例如的控制相当灵活。它可以预先固定，例如BR0BR0优先级最高，优先级最高，BR1BR1次之次之BRnBRn最低

21、；也可以通过程序来改变优先次序；还可最低；也可以通过程序来改变优先次序；还可以用屏蔽（禁止）某个请求的办法，不响应来自无效设备的以用屏蔽（禁止）某个请求的办法，不响应来自无效设备的请求。因此请求。因此当代总线标准普遍采用独立请求方式当代总线标准普遍采用独立请求方式。u缺点：电路结构复杂。缺点：电路结构复杂。排队器排队器排队器排队器(3) 独立请求方式独立请求方式总总线线控控制制部部件件数据线数据线地址线地址线I/O接口接口0I/O接口接口1I/O接口接口nBR0 BG0BR1BG1BRnBGnBG总线同意总线同意BR总线请求总线请求2 2、分布式仲裁、分布式仲裁u分布式仲裁方式分布式仲裁方式没

22、有独立的总线控制器没有独立的总线控制器。每个主设备都有。每个主设备都有自己的仲裁号和控制器，当某个设备有总线请求时，把它的自己的仲裁号和控制器，当某个设备有总线请求时，把它的仲裁号发送到共享的仲裁线上，每个设备的控制器将仲裁线仲裁号发送到共享的仲裁线上，每个设备的控制器将仲裁线上接收到的号与自己的仲裁号进行比较，如果比自己的仲裁上接收到的号与自己的仲裁号进行比较，如果比自己的仲裁号大，则在仲裁线上撤销自己的仲裁号。最后，竞争获胜者号大，则在仲裁线上撤销自己的仲裁号。最后，竞争获胜者的仲裁号被保留在仲裁线上。显然，这种方案中仲裁号越大，的仲裁号被保留在仲裁线上。显然，这种方案中仲裁号越大，优先级

23、越高。优先级越高。u分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。中央中央处理器处理器设备接口0设备接口1设备接口N312二、总线通信控制二、总线通信控制1. 目的目的2. 总线传输周期总线传输周期主模块申请主模块申请，总线仲裁决定，总线仲裁决定主模块向从模块主模块向从模块 给出地址给出地址 和和 命令命令主模块和从模块主模块和从模块 交换数据交换数据主模块主模块 撤消有关信息撤消有关信息 申请分配阶段申请分配阶段寻址阶段寻址阶段传数阶段传数阶段结束阶段结束阶段解决通信双方解决通信双方 协调配合协调配合 问题问题由由 统一时标统一时标 控制数据传送控制数据传送充分充分

24、 挖掘挖掘 系统系统 总线每个瞬间总线每个瞬间 的的 潜力潜力同步通信同步通信 异步通信异步通信 半同步通信半同步通信 分离式通信分离式通信 3. 总线通信的四种方式总线通信的四种方式采用采用 应答方式应答方式 ，没有公共时钟标准，没有公共时钟标准同步同步、异步结合异步结合 读读命令命令(1) 同步式数据传输同步式数据传输(输入输入)T1总线传输周期总线传输周期T2T3T4 时钟时钟 地址地址 数据数据 数据数据(1) 同步式数据传输同步式数据传输（输出）（输出）T1总线传输周期总线传输周期T2T3T4 时钟时钟 地址地址 写写命令命令不互锁不互锁半互锁半互锁全互锁全互锁(2) 异步通信异步通

25、信主设备主设备从设备从设备请请求求回回答答(3) 半同步通信半同步通信同步同步 发送方发送方 用系统用系统 时钟前沿时钟前沿 发信号发信号 接收方接收方 用系统用系统 时钟后沿时钟后沿 判断、识别判断、识别（同步同步、异步异步 结合）结合）异步异步 允许不同速度的模块和谐工作允许不同速度的模块和谐工作 增加一条增加一条 “等待等待”响应信号响应信号 WAIT以输入数据为例的半同步通信时序以输入数据为例的半同步通信时序T1 主模块发地址主模块发地址T2 主模块发命令主模块发命令T3 从模块提供数据从模块提供数据T4 从模块撤销数据，主模块撤销命令从模块撤销数据，主模块撤销命令Tw 当当 为低电平

26、时，等待一个为低电平时，等待一个 TWAITTw 当当 为低电平时，等待一个为低电平时，等待一个 TWAIT 读读 命令命令WAIT 地址地址 数据数据 时钟时钟总线传输周期总线传输周期T1T2TWTWT3T4(3) 半同步通信半同步通信 （同步同步、异步异步 结合）结合）上述三种通信的共同点上述三种通信的共同点一个总线传输周期（以输入数据为例）一个总线传输周期（以输入数据为例） 主模块发地址主模块发地址 、命令、命令 从模块准备数据从模块准备数据 从模块向主模块发数据从模块向主模块发数据总线空闲总线空闲占用总线占用总线不占用总线不占用总线占用总线占用总线(4) 分离式通信分离式通信充分挖掘系

27、统总线每个瞬间的潜力充分挖掘系统总线每个瞬间的潜力主模块主模块 申请申请 占用总线占用总线，使用完后，使用完后即即 放弃总线放弃总线 的使用权的使用权从模块从模块 申请申请 占用总线占用总线，将各种信，将各种信息送至总线上息送至总线上一个总线传输周期一个总线传输周期子周期子周期1子周期子周期2主模块主模块1. 各模块有权申请占用总线各模块有权申请占用总线分离式通信特点分离式通信特点充分提高了总线的有效占用充分提高了总线的有效占用2. 采用同步方式通信，不等对方回答采用同步方式通信，不等对方回答3. 各模块准备数据时，不占用总线各模块准备数据时，不占用总线4. 总线被占用时，无空闲总线被占用时，

28、无空闲1 1、ISAISA总线和总线和EISAEISA总线总线2 2、PCIPCI总线总线3 3、RS-232C/RS-485RS-232C/RS-485接口总线接口总线 4 4、USBUSB接口总线接口总线 5 5、IEEE1394IEEE1394接口总线接口总线 3.4 常用标准总线简介常用标准总线简介1 1、ISA(Industry Standard ArchitectureISA(Industry Standard Architecture）u工业标准结构总线，又称为工业标准结构总线，又称为ATAT总线。它的数据宽度总线。它的数据宽度8/168/16位，地址线为位，地址线为2424位，

29、工作频率位，工作频率8MHz8MHz，最大数据，最大数据传输率传输率16.67MB/S16.67MB/S。uISAISA总线最早是在总线最早是在IBM PCIBM PC机为了系统扩充而使用的机为了系统扩充而使用的系统总线。系统总线。uISAISA主要是用主要是用来匹配速度较慢的接口卡来匹配速度较慢的接口卡，如串，如串/ /并行并行口卡、大多数网络卡等等。通常口卡、大多数网络卡等等。通常PCPC内内ISAISA插槽用黑塑插槽用黑塑料制作。料制作。u为了充分利用市场上的一些低速设备，目前的一些为了充分利用市场上的一些低速设备，目前的一些PCPC机上还有机上还有ISAISA总线，通过总线，通过PCI

30、/ISAPCI/ISA桥对桥对ISAISA总线控制。总线控制。 由于ISA兼容性好，它在上个世纪80年代是最广泛采用的系统总线，不过它的弱点也非常明显，如不能动态地分配系统资源、数据传输速率低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等。EISA总线总线(Extended ISA)(Enhanced Industry Standard Architecture) 增强型工业标准结构的总线，增强型工业标准结构的总线，ISA总线的增强版，它的数据总线的增强版，它的数据和地址总线都是和地址总线都是32位，工作频率仍是位，工作频率仍是8.33MHz，直接寻址范围为，直接寻址范围为4GB，最大传输率为，最大传输

31、率为33MB/S。EISA插槽通常用褐色塑料制作。插槽通常用褐色塑料制作。 随着随着32位微处理器的出现，原有的位微处理器的出现，原有的16位微机要向高性能的位微机要向高性能的32位位微机发展。而微机发展。而IBM公司的公司的32位微通道总线结构与位微通道总线结构与PCXTAT又不兼容，为了发展又不兼容，为了发展ISA同时又继承同时又继承ISA结构，结构，1988年，以年，以 Compaq为首的为首的 9家家 PCXTAT兼容机厂商联合起来，为兼容机厂商联合起来，为 32位位 PC机设计了个新的工业标准，即机设计了个新的工业标准，即“扩展工业标准结构扩展工业标准结构”EISA标准。标准。 它与

32、它与ISA由良好的兼容性，同时充分发挥和利用了由良好的兼容性，同时充分发挥和利用了32位处理位处理器的功能，使之在图形技术、网络和数据处理等需要高速处理器的功能，使之在图形技术、网络和数据处理等需要高速处理能力的地方发挥作用。能力的地方发挥作用。VESA总线总线(Vidio Electronics Standards Association) PC总线发展到总线发展到EISA时，系统性能得到了较大提高，时，系统性能得到了较大提高，但仍然没有充分发挥高性能但仍然没有充分发挥高性能CPU的强大处理能力，跟不的强大处理能力，跟不上软件和上软件和CPU的发展速度。在主机与外设交换信息的过的发展速度。在

33、主机与外设交换信息的过程中，程中，CPU在大部分时间内仍处于等待状态。在大部分时间内仍处于等待状态。 为了支持早期高性能为了支持早期高性能WINDOWS图形显示卡和存储设图形显示卡和存储设备而设计此总线。备而设计此总线。 速度高达速度高达40MHz，但是超过，但是超过33MHz后稳定性较差。最后稳定性较差。最大传输率为大传输率为133MB/S，数据线可扩展到，数据线可扩展到64位。位。 但没有流行多久就被但没有流行多久就被PCI总线所代替。总线所代替。2 2、PCI(Periperal Component Interconnect)PCI(Periperal Component Interco

34、nnect)总线总线PCIPCI总线由总线由IntelIntel公司公司19911991年提出，很快为年提出，很快为IBMIBM，DECDEC，CompaqCompaq，AppleApple公司接受。后成立公司接受。后成立PCIPCI集团。集团。目前目前PCPC计算机都以计算机都以PCIPCI为主的系统总线。为主的系统总线。 uPCIPCI总线是一总线是一个与处理器无关的高速外围总线。又个与处理器无关的高速外围总线。又是至关重要的层间总线是至关重要的层间总线u数据线宽度为数据线宽度为32/6432/64位，数据最大传输率为位，数据最大传输率为132132533Mb/s533Mb/s；地址线宽度

35、为；地址线宽度为32/6432/64位。位。u采用采用同步传送方式同步传送方式和和集中式仲裁策略集中式仲裁策略，并具有自，并具有自动配置能力。动配置能力。u地址线和数据线地址线和数据线分时复用分时复用，支持，支持无限猝发式数无限猝发式数据传输据传输。在该模式下，。在该模式下，PCIPCI能在极短的时间内发送能在极短的时间内发送大量的数据。大量的数据。uPCIPCI总线支持即插即用技术，当配置总线支持即插即用技术，当配置PCIPCI适配器时，适配器时，配置带有即插即用功能的配置带有即插即用功能的BIOSBIOS，即可由软件自动识，即可由软件自动识别插卡。别插卡。lRS232C通常应用于数据终端设

36、备（计算机）和通常应用于数据终端设备（计算机）和数据通信设备之间的连接。数据通信设备之间的连接。l如果要在两台计算机之间直接用如果要在两台计算机之间直接用RS-232-C连接进连接进行串行通信，其最长距离约为行串行通信，其最长距离约为15米（米（在满足最高速在满足最高速度误码率度误码率109前提下，在低速和误码率要求低的情前提下，在低速和误码率要求低的情况下，传送距离可达况下，传送距离可达300米）。米）。lRS-232-C接口连接器一般使用型号为接口连接器一般使用型号为DB-9插头座，插头座，与与PC机连接的机连接的RS-232接口，因为不使对方的传送控接口，因为不使对方的传送控制信号，只需

37、要三条接口线，即制信号，只需要三条接口线，即“发送数据发送数据TXD”、“接收数据接收数据RXD”和和“信号地信号地GND”。RS-232传输线传输线采用屏蔽双绞线。采用屏蔽双绞线。l在在RS-232-C中信号线的电压均为中信号线的电压均为负逻辑负逻辑。lRS-232-C总线传输速率较低，在异步传输时，波特总线传输速率较低，在异步传输时，波特率为率为20Kbps。远距离串行通信必须使用。远距离串行通信必须使用Modem。l如果要求通信距离在几十米到上千米时，可以采用如果要求通信距离在几十米到上千米时，可以采用RS-485串行总线标准。串行总线标准。lRS485总线收发器具有较高的灵敏度，能检测

38、最总线收发器具有较高的灵敏度，能检测最低低200mV的电压，因此可以使超过千米的传输信号的电压，因此可以使超过千米的传输信号得到恢复。得到恢复。lRS485采用半双工通信，任何时候只能有一点处采用半双工通信，任何时候只能有一点处于发送状态，所以，发送电路必须由允许信号来控于发送状态，所以，发送电路必须由允许信号来控制。制。RS-485标准符合真正多点通信网络要求，并且标准符合真正多点通信网络要求，并且该标准规定在一条单总线（该标准规定在一条单总线（2线）上支持线）上支持32个驱动器个驱动器和和32个接收器。个接收器。lRS-485最常见的总线接口。最常见的总线接口。4 4、USBUSB总线总线

39、1 1、通用串型总线、通用串型总线USBUSB概述概述USB(Universal Serial Bus)USB(Universal Serial Bus)的中文名叫的中文名叫“通用串行总通用串行总线线”。由。由IBMIBM、IntelIntel等七大公司共同推出的新一代总线标等七大公司共同推出的新一代总线标准，严格意义上讲只是与计算机外设相连的准，严格意义上讲只是与计算机外设相连的I/OI/O接口标准。接口标准。现在电脑系统连接外围设备的接口并无统一的标准，如键现在电脑系统连接外围设备的接口并无统一的标准，如键盘用盘用PS/2PS/2接口，连接打印机要用接口，连接打印机要用2525针的并行接口

40、，鼠标则针的并行接口，鼠标则要用串行或要用串行或PS/2PS/2接口。接口。USBUSB则将这些不同的接口统一起来，则将这些不同的接口统一起来，使用一个使用一个4 4针插头作为标准插头。通过这个标准插头，采针插头作为标准插头。通过这个标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，并且不会损失带宽。带宽。 2 2、USBUSB的特点的特点(1)(1)随插即用随插即用(plug-and-play): USB(plug-and-play): USB具自动侦测功能，具自动侦测功能，所以无须顾虑计算机系统资源是否有冲突的情形，可随所以无须顾虑计算机系

41、统资源是否有冲突的情形，可随时安装使用。时安装使用。(2) (2) 热插拔热插拔(hot attach and detach): (hot attach and detach): 也就是周边的也就是周边的插入及拔除无需再关闭电源，节省了关机再架设时间。插入及拔除无需再关闭电源，节省了关机再架设时间。(3) (3) 可扩充性可扩充性: : 也就是在前面有提到的，一个也就是在前面有提到的，一个USBUSB控制控制器在集线器的搭配下，可扩充高达器在集线器的搭配下，可扩充高达127127个外部周边个外部周边USBUSB装装置。置。(4) (4) 安装简易安装简易: : 不需拆卸不需拆卸PCPC，使用更

42、为简易。，使用更为简易。(5) (5) 高速的传输高速的传输: : 在在USB2.0USB2.0提出后，速度可高达提出后，速度可高达480Mbps480Mbps，这样的传送速度已能满足大部份周边装，这样的传送速度已能满足大部份周边装备的传输使用。备的传输使用。(6) (6) 总线供电总线供电(bus power): (bus power): 在在USBUSB上的装置可选择上的装置可选择自我供电自我供电(self power)(self power)或总线供电，因此或总线供电，因此USBUSB装置装置本身基本上是可以不需额外的电源供应器，本身基本上是可以不需额外的电源供应器，（5V,500mA5

43、V,500mA）。）。(7) (7) 电源管理电源管理: : 当当USBUSB装置没有使用时，会自动进装置没有使用时，会自动进入到省电的模式。入到省电的模式。(8) (8) 支持多媒体；支持多媒体；一个一个USBUSB最多可以连结最多可以连结127127个设备个设备。USBUSB接口提供了极接口提供了极高的传输速度，如果使用高的传输速度，如果使用USBUSB的鼠标或者键盘之类等的鼠标或者键盘之类等不需要高速的设备时，它就采用不需要高速的设备时，它就采用1.5Mbps1.5Mbps的传输速率。的传输速率。如果使用如果使用USBUSB的的MODEMMODEM，音箱、打印机等需要高速传输，音箱、打印

44、机等需要高速传输数据的设备时，则采用高速的同步传输速率。数据的设备时，则采用高速的同步传输速率。3 3、USBUSB的应用的应用 USBUSB接口：接口：在计算机上添加设备时不必再打开机在计算机上添加设备时不必再打开机箱，安装板卡，甚至都不必重新启动，箱，安装板卡，甚至都不必重新启动，就可以使用新的设备，使计算机更易就可以使用新的设备，使计算机更易使用。使用。一个一个USBUSB控制器可以连结多达控制器可以连结多达127127个外设。个外设。 常见的产品有常见的产品有USBUSB鼠标、鼠标、 USBUSB键盘、键盘、 USBUSB游戏杆、游戏杆、 USBUSB喇叭、喇叭、 USBUSB打印机、打印机、 USBUSB扫扫描仪、描仪、USBUSB调制解调器、调制解调器、 USBUSB摄像头、摄像头、 USB USB HubHub以及以及USBUSB显示器等等。显示器等等。USBUSB的发展的发展uUSB 1.0 1.5MB/SUSB 1.0 1.5MB/S（12Mbps12Mbps）uUSB 2.0 60MB/S (480Mbps)USB 2.0 60MB/S (480Mbps)1、地址总线用