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1、1、第四章微机总线与标准，计算机教学实验中心，2、主要内容，掌握：总线的基本概念和分类；总线的主要功能和原理；公共系统总线标准；通用串行总线，3，4.1总线的基本概念，总线概念；总线的分类及其特点，4、总线的一般概念，总线是一组电线和相关的控制和驱动电路。总线是一个通道，地址、数据和控制信息通过它在计算机系统的各个部件之间传输。在任何时候，只有一个组件/设备可以通过总线发送数据，而其他组件只能处于接收状态。5.公共汽车的分类和特点。数据总线(DB)根据传输信息的类型进行划分，以传输数据信息。双向三态的宽度决定了它的数据传输能力。例如，ISA总线是16位，PCI总线是32/64位地址总线(AB)

2、来传输地址信息。单向三态的宽度决定了微机系统的寻址能力。例如，ISA是24位，可寻址16MB。PCI是32/64位、可寻址4GB/224TB控制总线(控制总线，CB)，传输具有不同特性的控制信号、定时信号和状态信号：三态、输入/输出/双向等。6.公共汽车的分类和特征(续)。根据总线的层次结构，中央处理器总线/前端总线(FSB)是由中央处理器引脚直接引出的总线，例如，P4中央处理器和GMCH(北桥)之间的总线(仅出现在80386之后的微机系统中)中央处理器总线和系统总线之间的总线一端通过北桥连接到中央处理器总线，另一端通过南桥连接到系统总线，例如，PCI总线系统总线连接到总线扩展槽，例如，is

3、a和EISA总线连接到外部总线主机和外围设备之间的总线。例如，通用串行总线和其它AGP 1394，专用视频接口，专用于视频卡和存储器之间数据传输的SCSI，标准设备接口，可连接15个外围IDE/EIDE，外部存储设备接口，每个接口可连接2个设备，7，4.2总线结构，单总线结构，双总线结构，多总线结构，8，1总线结构，中央处理器，M，M，I/O，I/O，I/O，缺点：高速存储器与低速I/O接口竞争总线，影响读写面向中央处理器的双总线结构，以及，中央处理器，M，I/o，I/o，I/o，缺点：存储器和I/O设备之间的数据传输必须通过中央处理器，10，双总线结构，面向存储器的双总线结构，中央处理器，M

4、，I/O，I/O，I/O，多总线结构，具有两条以上总线的系统，12，4.3总线的基本功能，数据传输控制仲裁控制，数据检查和纠错隔离和驱动，13，1，总线传输控制，同步模式接收器和发送器严格执行PCI总线属于同步模式总线。异步模式传输过程不需要统一时钟的同步。由“请求”和“响应”信号协调的慢速半同步传输模式通常仍然是同步模式(使用参考时钟)。传输操作和时钟同步设置“等待”状态线。当操作不能按时完成时，将强制延长一个或多个时钟周期，即半同步总线、14、同步时序、地址、数据、时钟、总线周期、总线周期、时钟周期、15、异步时序、等。地址/数据、请求、响应、16的定时、半同步模式、地址、数据、时钟、就绪

5、、等待一个时钟周期、总线的仲裁控制、当多个设备需要使用总线时决定哪个设备使用总线的方法。80 x86微机采用独立请求模式和链式查询模式。独立请求模式，18，3，总线隔离和驱动。不运行时，只有一个组件可以向总线发送数据以提供驱动能力。数据发送器必须提供足够的电流来驱动多个组件，以提供锁存能力、信息缓存和信息分离。19、总线电路中常用的芯片。三态总线驱动器驱动、隔离的单向和双向锁存信息高速缓存(有些同时具有总线驱动能力)、信息分离(例如地址和数据分离)、20、三态总线驱动器、输入、输出、运行经验、输入、输出、运行经验、输入、输出、运行经验、输入、输出、运行经验、输入、输出、输入、输出、运行经验、输

6、出、21。典型总线驱动器芯片，8286/74LS245 8双向总线驱动器包含8个双向三态门、8286 74LS245、A0A1 A2 A3 A4 A5A6A7 OE、B0B1 B2 B3 B4B5B6B7T、OE:允许输出。t:方向。T=0，BA；T=1，AB，22，典型总线驱动器芯片，74LS244 8总线驱动器包含8个单向三态门，它们被分成两组分别控制、74LS244，E1 e21 a1 1a 1 a2 1a 31 a2 a2 a2 A 32 A 4，1y 11y 21 y3y 11y 4y 12y 2y 3y 4，1组输出，2组输入，2组输入，23，锁存器、d、CP、q、q 8282/7

7、4LS373 三态正相输出锁存器内置8个D触发器、8282 74LS373 8D锁存器、DI0 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 STB、DO0 DO1 DO2 DO3 DO4 DO5 DO6 DO7 OE、25、4总线主要性能指标、总线带宽(B/S):每秒可传输字节总线位宽：一次传输的数据位工作频率(MHz)总线带宽=(总线位宽/8) FSB带宽：40064/8=3.2GB/s或80064/8=6.4GB/s示例2: PCI总线频率：33.3兆赫兹，位宽：32位或64位。PCI带宽：33.332/8=133兆字节/秒或33.364/8=266兆字节/秒，26，4.4公共

8、系统总线和外部总线。公共系统总线标准ISA(工业标准体系结构PCI)外围组件互连公共系统接口标准AGP(加速图形端口ID) E(集成设备接口)，也称为ATA接口集成设备电子设备SCSI(小型计算机系统接口)外部总线USB(通用串行总线)IEEE 1394(高性能串行总线)，27，1，ISA总线， 主要特点：16位数据线(早期8位，已淘汰)24位地址线(可寻址16MB内存)时钟频率8MHz数据传输速率16MB/s 11中断请求输入和7个80286PIII(由个别P4微机支持)的DMA通道，28个ISA总线槽，概要见P121。 98条引线的主引线信号：SA0SA19(锁存)、LA17LA23(非锁

9、存)(地址)SD0SD15(数据)SBHE(允许高字节)MEMR、MEMW IOR、低AEN(允许地址，在DMA控制周期中为1个平均值)IRQ3IRQ7、IRQ9IRQ11、IRQ14、IRQ15 DRQ0DRQ3、DRQ5-DRQ7DAK0-DAK3、DACK5 DACK7注：DMA操作和输入/输出操作模数转换器，模拟输入，START，READY，数字输出，IN，74LS244，1100 0000 0000 B-1100 0000 0010B，转换结束，转换开始，D0，C000H读取数据C001H开始转换C002H读取转换状态，a2a1a0， 1，a13-a3，a15a14，aenior，i

10、sa总线，30，简单ISA总线接口(输出接口)，驱动电路，D7-d0，a2a 1a 1支持即插即用功能；通过PCI桥(北桥)连接到中央处理器的总线宽度：32/64位；工作频率：33.3兆赫兹/66.6兆赫兹传输速率：32位PCI总线：133兆字节/秒，266兆字节/秒64位PCI总线：266兆字节/秒，533兆字节/秒，PCI总线架构，32位，PCI总线插槽，外观见P124。总共62条引线(64位PCI 94条)包括：系统接口信号(时钟、复位等)。)地址和数据(多路复用)信号(AD0-AD31)接口控制信号(主从设备控制信号等。)、总线仲裁信号(总线请求、总线使能)、错误报告信号(系统错误、奇

11、偶校验错误)、中断控制信号(中断请求)、64位总线扩展信号(AD32-AD63、字节选择等)。)高速缓存支持信号、33、PCI总线、总线命令输入/输出和存储器读写控制信号都由命令代码给出。命令代码出现在C/BE:0的4行。有12种命令中断响应，内存读/写、IO读/写、配置读/写等。总线传输机制。存储器读写采用突发传输(需要连续地址)。输入/输出读写包括一个地址周期和多个数据周期。不支持突发传输。一次只能读写一个数据，34、PCI总线、PCI总线配置目的：当实现设备的自动配置和PnP微型计算机的启动时，配置软件将扫描PCI总线以确定哪个设备存在。设备配置要求是什么？每个PCI设备都有一个包含64

12、个32位配置寄存器的配置存储区。前16个寄存器(标题区)的格式由PCI标准化组织定义。48个寄存器的格式由制造商定义。标题区的内容包括：设备标识信息(操作系统用来自动定位驱动程序)、制造商/设备标识、版本、子系统制造商标识、子系统标识设备分类代码、设备控制信息设备状态信息库地址寄存器(用于映射设备使用的存储区或输入/输出地址区)、35、PCI总线、PCI BIOS操作系统、应用程序和驱动程序不能直接访问PCI配置寄存器。必须通过PCI基本输入输出系统访问来提供一组访问PCI的功能。在16位实模式下，AH=0B1H通过INT 1AH中断调用。共有13个子特征，包括：PCI基本输入输出系统检测、查

13、找PCI设备、读/写配置信息、分配中断等。36，3。AGP接口不是系统总线的高速图形接口，而是显卡和内存之间的直接通道(不再通过PCI传输，32位PCI的最大传输速率为266MB/s)。图形、纹理、Z轴距离、Alpha变换和其他数据的数据量在四种模式下为370-840 MB/s(注意：1X/2X与4X/8X、3.3V/1.5V不兼容)1X(66兆赫、266兆字节/秒)2X(133兆赫、533兆字节/秒)4X(266兆赫、1066兆字节/秒)8X(533兆赫)。在2133兆字节/秒的系统中，仅支持一个AGP扩展槽(点对点)、37、4、IDE接口(ATA)。它主要用于硬盘/光驱/磁带机。现在，EI

14、DE(增强型集成开发环境)和串行ATA(SATA)已集成到硬盘驱动器中。不需要接口卡主板来提供2-4个接口。每个接口可连接2个硬盘(主/从)数据传输模式：PIO模式：PIO 0 PIO 4 (3.3兆字节/秒 16.6兆字节/秒)40针接口。扁平电缆硬盘最大容量528兆字节内存模式：内存0 内存2(11兆字节/秒 16.6兆字节/秒)40针接口硬盘最大容量8.4兆字节UDMA模式：UDMA 3 UDMA 6(33.3兆字节/秒 133兆字节/秒)80针接口、地线和信号线通过特殊的扩展基本输入输出系统交叉排列，可支持200兆以上的硬盘。38，5。USB总线是USB profile主机和外设之间的

15、通用接口，可用于不同设备的串行和打包传输，有两种版本：1.1(12Mb/s)和2.0(480Mb/s)。最大连接长度为5米的即插即用要求有一个USB主机，设备不能独立工作。39.USB总线具有即插即用和热插拔的优点。在WindowsNT/2000/XP/2003下，不需要安装驱动程序。它具有级联模式，可以智能识别链上外围设备的插拔。提供5V和500毫安的功率节省了硬件资源IRQ和输入/输出地址。很容易连接到主板上提供的2-6个USB接口。通过集线器，它可以支持多达127根外围4芯电缆(D，-D，5V，GND)，40根和USB总线的优势。传输速率可满足1.5MB/s和12 MB/s的大部分外设要求。480MB/s(2.0)可靠性高，可进行错误检查和控制，硬件实现。低成本主板的USB接口设备端的USB接口控制芯片非常便宜，当USB接口控制芯片不能以低功耗工作时，可以自动进入睡眠状态，并且可以自动恢复。41. USB设备和拓扑结构，USB设备集线器扩展了接口功能组件的数量，即USB设备复合组件拓扑星(树)，级联，42、USB接口工作原理，USB系统分为两部