第7章总线系统祥解.ppt

* * * * * 中央 处理器 设备接口 0 设备接口 1 设备接口 N 3 1 2 1. 总线的定时 总线的一次信息传送过程，大致可分为四个阶段： 总线请求及仲裁，寻址，信息传送，结束阶段 定时：指事件出现在总线上的时序关系。 数据传送过程中采用两种定时方式： 同步定时和异步定时 二、 总线的定时和数据传输模式 （1）同步定时 同步总线读操作时序 同步总线写操作时序 同步定时特点： 出现在总线上的地址或数据都由统一的时钟信号定时控制； 具有较高的传输频率； 对所有模块都用同一限时，必须按最慢速度部件来设计公共时钟，当各功能模块存取时间相差很大时，会严重影响总线的工作效率， 适用于总线长度较短、各功能模块存取时间应比较接近的情况。 （2）异步定时 没有统一的时钟周期划分，不要求严格使用统一的动作时间，而采取应答方式，又叫握手方式，即当主模块发出请求信号时，一直等待从模块反馈回来“响应”信号后，才开始通信。 异步定时方式可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型 异步定时 异步总线读操作时序 主同步 /请求信号 从同步 /响应信号 异步定时特点： 无公共时钟信号； 挂在总线上的模块的存取时间差别较大； 传送方式依靠应答信号，总线周期长度不固定。 读、写操作 块传送操作 写后读、读修改写操作 广播、广集操作 2.总线数据传送模式 用于连接主机与I/O设备的这个转换机构称为I/O接口电路，简称接口，接口也叫适配器 7.4 总线接口 接口的主要功能： 1．设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异； 2．能够进行数据类型、格式等方面的转换； 3．能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平方面的差异； 4．协调时序差异； 5．地址译码和设备选择功能； 6．设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接收到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。 各厂家生产的相同功能部件可以互换使用--总线的标准化 总线标准：系统总线和设备总线。 7.5 常用系统总线及设备总线举例 1.总线的标准化 2.系统总线 （1）工业标准结构总线（ISA总线） (Industry Standard Architecture） 数据16位，地址24位，工作频率8MHz，最大数据传输率16.67MB/S。 ISA总线是286时代所定义的8/16位总线，在PIII时代的主板甚至还保留1、2个ISA扩充插槽。 ISA主要是用来匹配速度较慢的接口卡，如串/并行口卡、网络卡等。通常PC内ISA插槽用黑塑料制作。 （2）扩充的工业标准总线（EISA总线） (Extended Industrial Standard Architecture) ISA总线的增强版，数据和地址总线都是32位，工作频率仍是8.33MHz，直接寻址范围为4GB，最大传输率为33MB/S。 与ISA具有良好的兼容性，同时发挥了32位处理器的功能，使之在图形技术、网络和数据处理等发挥作用。 EISA插槽通常用褐色塑料制作。 （3）视频电子标准协会总线（VESA总线） (Video Electronic Standard Association) 为了支持早期高性能WINDOWS图形显示卡和存储设备而设计此总线。速度高达40MHz，但是超过33MHz后稳定性较差。最大传输率为133MB/S。 但没有流行多久就被PCI总线所代替。 （4）PCI总线 Peripheral component interconnect（周边元件扩展接口 ) 由Intel公司1991年提出，很快为IBM，DEC，Compaq，Apple公司接受。后成立PCI集团。目前PC计算机都以PCI为主的系统总线。 PCI插槽形状 主要系统总线性能比较: 好 很好 有 有 有 无限 132/264/528 32/64 位 PCI 差 差 无 无 无 有限 132 32位 VESA 较好 好 无 无 有 有限 33 32位 EISA 较好 差 无 无 无 无 8 16位 总线 数据 总线 带宽 （MB/S） 猝发 方式 自动 配置 并行 工作 支持 3.3V 规范性 可扩 展性 ISA （5） PCI-E总线 PCI-Express是必威体育精装版的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。 它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高的16X 2.0版本可达到10GB/s，而且还有相当大的发展潜力 PCI VS PCI Express PCI 采用并行的信号机制 传输速率从33MT/S