微机原理与接口技术 第7章

1、第七章输入输出系统、系列微机系统采用开放式多总线结构，称为系统总线。地址总线通过数据锁存器和缓冲器(三态输出)，数据总线通过总线收发器，控制总线通过总线控制逻辑。(连接主存储器和通用输入输出接口)，输入输出接口电路的一部分在主板上，另一部分通过总线插槽扩展。7.1 32位微处理器的外部引脚(教科书第27页)，1。数据线和控制信号数据线：D63D0，共64位奇偶校验信号：DP7DP0，每个字段产生一个奇偶校验错误：PCHK，奔腾处理器外部引脚，2。地址线和控制信号，71，A31A3:高29位地址线，奔腾处理器的外部引脚，3。系统控制信号，1。时钟输入CLK 2。屏蔽中断请求INTR 3。未屏蔽的

2、中断请求NMI 4。系统复位信号复位。系统复位后，在实模式cs3360f000h和ip3360fff0h下，程序运行的地址为：ffff0h。奔腾处理器的外部引脚系统时钟是微处理器内部和外部操作的同步时基信号，由时钟(CLK)输入信号提供。时钟周期：t状态：指时钟周期，奔腾处理器外部引脚，奔腾处理器外部引脚，4。总线周期定义信号(输出)“周期”是指当中央处理器通过总线与内存和输入/输出交换数据的一段时间，称为总线周期奔腾处理器的外部引脚，由总线周期定义的操作，主/从/从操作0 0 0中断0 0 1中止/特殊周期0 1 0输入/输出读取0 1 1输入/输出写入1 0 0微码读取1 0 1保留1 1

3、 1 0内存读取1 1 1 1内存写入、 奔腾处理器的外部引脚奔腾处理器的外部引脚LOCK:总线锁定信号LOCK=0，通知外围电路不允许外部信号中断当前总线周期。 当指令具有. LOCK前缀时，该引脚的输出为0。以下是X86的基本总线周期时序图(以奔腾为例)。奔腾处理器的外部引脚有、CLK、ADS、BE0 BE3、A2 A31、M/IO、D/C、W/R、RDY、T2，TW，T1，奔腾处理器的外部引脚，6。总线仲裁信号(1)保持：总线保持请求(输入)，(2)HLDA:总线保持响应(输出)，奔腾处理器的外部引脚，7.2总线和总线标准，1。总线分类根据传输信号的性质分为地址总线、数据总线和控制总线，

4、计算机系统根据总线连接的对象和系统的层次划分为系统级：芯片级总线、系统总线、本地总线和外部总线。公共汽车总数是分类的。当处理连接到系统板的外围设备时，中央处理器必须通过三条或四条总线，如芯片级总线、本地总线、(系统总线)和外部总线。芯片级总线：它用于模块内芯片级的互连，是芯片和外围支持芯片之间的连接总线。例如，连接中央处理器及其外围协处理器、总线控制器和总线收发器的总线称为中央处理器总线，连接存储器及其支持芯片的总线称为存储器总线。系统总线：连接计算机内部各模块的主线，是连接芯片级总线、局部总线和外部总线的纽带。系统总线，又称主板总线、主板总线和扩展总线，将微机系统的各个插件板与主板连接起来。

5、系统总线符合一定的总线标准，具有通用性，是计算机系统模块化的基础。由于缓冲驱动，负载能力强，总线被分类。本地总线：与连接的中央处理器和外部设备相比，系统总线发展滞后，速度慢，带宽窄，成为数据传输的瓶颈。为了打破这一瓶颈，一些高速外设被从系统总线中移除，并通过控制和驱动电路直接连接到中央处理器本地总线，以便高速外设能够以中央处理器速度运行。这种直接连接中央处理器和高速外围设备的传输通道是本地总线。本地总线的一端与中央处理器相连，另一端与高速外设和系统总线相连，就好像在系统总线和中央处理器总线之间插入了另一层。外部总线，也称为设备总线，是连接计算机和外部设备的总线。外部总线通过总线控制器连接到系统

6、总线。总线插槽是主板和输入/输出接口之间的连接器。为了连接多种类型的接口电路，主板通常配备有几种类型的总线。PC机主板上的总线标准有XT总线、AT总线、EISA总线、VESA总线和PCI总线。2.ISA总线是一种16位总线，始于286型。之后，在386 奔腾机器上可以使用ISA总线。(实际上，它从8位发展到16位，甚至32位(EISA，后来取代了VESA和PCI消失了)，今天主板上有插槽。)isa总线由两个62核和36核插槽组成，采用行业标准架构和行业标准结构。2.国际海底管理局总线(临171)。主要特点：最高数据传输速率为8mb/s，24条地址线，可寻址16MB存储空间，64KB可寻址输入/

7、输出端口(16条地址线)，一次16位或8位数据访问，15级中断控制，7个DMA通道，可产生输入/输出等待状态，支持多个主机(在XT总线中，只有CPU是唯一的主控设备，而ISA总线可以使CPU释放总线被其他主控制器和设备(如DMAC、DRAM刷新控制器等)占用。)，ISA (AT)总线，gnd，resetdrv，B1，B2，B3，B4，b5，B6，B7，b8，B9，b10，b11，B12，B13，b14。B22，B23，B24，B25，B26，B27，B28，B29，B30，B31，A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9，A10，A11，A12，A13，A14，A15，A16，A1

8、7，A18，A20，A19，A22，A21，A23，A24，A25，A26，A27，A28，A29，A30，A31，D1，D2，D3，D4，D5，D6AEN=0，表示中央处理器控制系统3总线。AEN=1，表示DMAC控制系统3总线。应用：参与AEN=0的端口地址解码。总线，低：输入/输出写命令。IOW=0，将数据线上的信息转到所选端口寄存器。应用程序：用IOW=0写入端口。中断请求线路。IRQ3 7、IRQ9 12、IRQ14 15、ISA (AT)总线、使用ISA总线接口的以太网卡、ISA (AT)总线和PCI总线为高速输入/输出子系统(图形显示适配器、网络接口控制器、磁盘控制器等)提供了更

9、好的性能。)。即插即用功能、外围组件互连、(1) PCI总线和(3)其他重要总线。PCI是英特尔公司于1991年推出的一种本地总线。从结构角度来看，PCI是插在CPU和原始系统总线之间的主总线。桥接电路管理这一层，实现上下接口，协调数据传输。该管理器提供信号缓冲，可支持10种外设，并在高时钟频率下保持高性能。它为显卡、声卡、网卡、调制解调器等设备提供连接接口，工作频率为33兆赫/66兆赫。32位数据宽度操作，最大传输速度为133兆字节/秒；64位数据宽度，最大传输速度为528兆字节/秒，PCI总线，主板上的PCI插槽，PCI总线，(2) AGP(加速图形端口)图形加速接口P.189 AGP接口

10、是一种专用于显卡的本地总线。严格地说，AGP不能被称为总线，这与PCI总线不同，因为它是点对点连接，即它连接控制芯片和AGP显示卡，但我们习惯上仍然称它为AGP总线。原始传输速度为266兆字节/秒(AGP1X)，最大传输速度为2.1兆字节/秒(AGP8X)，主板上的AGP插槽，AGP图形加速接口，(3)通用串行总线(USB)总线181总线1.1传输速度高达12MB/秒USB2.0传输速度高达480兆字节/秒USB采用4针插头作为标准插头，采用菊花USB需要主机硬件、操作系统和外设的支持才能工作。目前，主板一般采用支持USB功能的控制芯片组。USB具有热插拔、连接灵活、独立供电的优点，可以连接鼠

11、标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘以及几乎所有的外部设备。通用串行总线接口，通用串行总线接口，(4)并行输入/输出接口(硬盘接口)第180页集成驱动器电子设备集成驱动器是“电子集成驱动器”，它最初是指将“硬盘控制器”与“磁盘体”集成在一起的硬盘驱动器。通过将盘体与控制器集成，减少了硬盘接口中电缆的数量和长度，增强了数据传输的可靠性，并且硬盘制造变得更容易，因为硬盘制造商不再需要担心他们的硬盘是否与其他制造商生产的控制器兼容。对于用户来说，硬盘安装也更方便。IDE作为一种接口技术，自诞生以来一直在不断发展，性能也在不断提高。其低廉的价格和强大的兼容性为其他类型的硬盘创造了不可替代的地位。主

12、板集成开发环境接口、硬盘集成开发环境接口、集成开发环境接口、小型计算机系统接口是一个与集成开发环境完全不同的接口，集成开发环境接口是普通计算机的标准接口，而集成开发环境接口不是专门为硬盘设计的接口，而是一种广泛应用于小型计算机的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、大带宽、低CPU占用率和热插拔等优点，但其价格昂贵，难以像IDE硬盘那样普及，因此SCSI硬盘主要用于中高端服务器和高端工作站。40MB/S 320MB/S的传输速度支持15000转/分的硬盘转速、硬盘的SCSI接口、SCSI端口、使用SATA(串行ATA)端口的SATA(串行ATA)硬盘又称串行硬盘，是未来个人电脑

13、硬盘的发展趋势。串行ATA采用串行连接方式和嵌入式时钟信号，具有较强的纠错能力。与过去相比，最大的区别在于它可以检查传输指令(不仅仅是数据)，如果发现错误会自动纠正，这大大提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单和支持热插拔的优点。与并行ATA相比，串行ATA以连续串行的方式传输数据，一次只传输一位数据。串行ATA只需四个引脚即可完成所有工作，用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据。同时，这种架构还可以降低系统能耗和系统复杂性。串行ATA 1.0定义的数据传输速率为150兆字节/秒，高于最新的并行ATA(即ATA/133)，后者可实现最高的数据传输速率133兆字节/秒，而串行ATA

14、2.0将实现最高的数据传输速率600兆字节/秒.SATA接口，SATA接口硬盘，主板上的SATA接口，SATA接口，4。32位微机总线结构(第188页)(1)结构开发过程(2)当前流行的结构(南北桥结构)，南北桥结构，南北桥结构，北桥芯片负责联系中央处理器和控制北桥中的存储器和AGP数据传输。提供对中央处理器类型和主频率、系统前端总线频率、内存类型(特别提款权、复员方案特别提款权和随机存取存储器等)的支持。)和最大容量、AGP时隙、纠错码纠错等。集成芯片组的北桥芯片也集成了显示核心。北桥芯片是主板上最靠近中央处理器的芯片，主要考虑北桥芯片与处理器通信最紧密，缩短传输距离，以提高通信性能。875P芯片组的北桥芯片