第三章 系统总线第三章 系总线统总线.ppt

第三章 系统总线 教学目标： 1、掌握总线的基本概念及分类 2、理解总线常用的性能指标 3、掌握总线的控制方式 4、了解常用的总线结构 教学重点： 1、总线基本概念的理解 2、总线控制方式及其计算 第三章 系统总线 3.1 总线的基本概念 3.2 总线的分类 3.3 总线特性及性能指标 3.4 总线结构 3.5 总线控制 3.1 总线的基本概念 一、为什么要用总线 二、什么是总线 总线是连接多个部件的信息传输线 是各个部件共享的传输介质 三、总线上信息的传送 四、总线结构计算机举例 1 面向CPU的双总线结构框图 2 单总线结构框图 3 以存储器为中心的双总线结构框图 3.2 总线的分类 3.2.1 片内总线 3.2.2 系统总线 3.2.3 通信总线 3.2.1 片内总线 芯片内部的总线 3.2.3 通信总线 用于计算机系统之间或计算机与其他系统之间（如控制仪表、移动通信等）之间的通信。 3.3 总线特性及性能指标 3.3.1 总线特性 3.3.2 总线性能指标 3.3.3 总线标准 3.3.1 总线特性 一、总线物理实现 二、总线特性 3.3.2 总线的性能指标 3.3.3 总线标准 ISA总线接口 ISA接口网卡 PCI总线接口 AGP4X插槽 RS-232C 3.4 总线结构 3.4.1 单总线结构 3.4.2 多总线结构 3.4.3 总线结构举例 3.4.1 单总线结构 3.4.2 多总线结构 2 三总线结构 3 三总线结构的又一形态 4 四总线结构 3.4.3 总线结构举例 2 VL-BUS局部总线结构 3 PCI总线结构 4 多层PCI总线结构 5 现代高性能计算机总线结构 3.5 总线控制 3.5.1 总线判优控制 3.5.2 总线通信控制 3.5.1 总线判优控制 2 链式查询方式 3 记数器定时查询方式 4 独立请求方式 3.5.2 总线通信控制 3 总线通信的四种方式 （1）同步式数据输入 （2）同步式数据输出 P61 例题 在一个16位的总线系统中，若时钟频率为100MHZ，总线传输周期为5个时钟周期，每一个总线传输周期可传送一个字，试计算总线的数据传输率。 （3）异步通信 P62 例题3.3 画图说明异步串行传输方式发送8位十六进制数据95H。要求字符格式为：1位起始位、8位数据位、1位偶校验位、1位终止位。 思考：①高电位和低电位持续的时间如何确定？ ②波特率变化可导致波形如何变化？ （4）半同步通信（同步、异步结合） 以输入数据为例的半同步通信时序 上述三种通信的共同点 （5）分离式通信 分离式通信特点 存储器总线 CPU 桥0 存储器 PCI总线4 PCI设备 桥4 第一级桥 第二级桥 第三级桥 桥5 总线桥 桥1 设备 桥3 桥2 标准总线 PCI总线5 PCI总线3 PCI总线1 PCI总线2 PCI总线0 EISA总线 FAX 扩充 总线接口 Modem 串行 Cache 处理机 存储器 系统总线 图形 HOST/PCI 桥 SCSI接口 LAN Firewire USB主控器 PCI总线 AGP总线 1 基本概念 主设备（模块）　对总线有 控制权 从设备（模块）　响应 从主设备发来的总线命令 总线判优控制 集中式 分布式 链式查询 记数器定时查询 独立请求方式 总 线 控 制 部 件 I/O接口0 I/O接口1 I/O接口n … … BS-总线忙 BR-总线请求 BG-总线同意 数据线 地址线 BS BR BG I/O接口1 总 线 控 制 部 件 I/O接口0 I/O接口1 I/O接口n … BS-总线忙 BR-总线请求 数据线 地址线 BS BR 设备地址 记数器 计数值 0 1 设备地址 I/O接口1 总 线 控 制 部 件 I/O接口0 I/O接口1 I/O接口n … BR-总线请求 BG-总线同意 数据线 地址线 BG0 BR0 BG1 BR1 BGn BRn 排队 排队 1 目的 解决通信双方 协调配合 问题 2 总线传输周期 申请分配阶段 寻址阶段 传数阶段 结束阶段 主模块申请，总线仲裁决定 主模块向从模块 给出地址 和 命令 主模块和从模块 交换数据 主模块 撤销有关信息 同步通信 异步通信 半同步通信 分离式通信 由 统一时标 控制数据传送（PCI总线） 采用 应答方式，没有公共时钟标准 同步、异步结合（Z80） 充分 挖掘 系统 总线每瞬间 的 潜力 总线传输周期 T1 T3 T2 T4 时钟 读 命令 数据 地址 写 命令 总线传输周期 T1 T3 T2 T4 时钟 地址 数据 主设备 从