微机总线及接口标准.doc

自1970年美国DEC公司在其PDP11/20小型计算机上采用Unibus总线以来，随着计算机技术的迅速发展，推出了各种标准的、非标准的总线。总线技术之所以能够得到迅速发展，是由于采用总线结构在系统设计、生产、使用和维护上有很多优越性。概括起来有以下几点: ·便于采用模块结构设计方法，简化了系统设计； ·标准总线可以得到多个厂商的广泛支持，便于生产与之兼容的硬件板卡和软件； ·模块结构方式便于系统的扩充和升级； ·便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。 PC机从其诞生以来就采用了总线结构方式。先进的总线技术对于解决系统瓶颈提高整个微机系统的性能有着十分重要的影响，因此在PC机二十多年的发展过程中，总线结构也不断地发展变化。当前总线结构方式已经成为微机性能的重要指标之一。 在微机系统中除了采用总线技术外，还采用了标准接口技术，其目的也是为了便于模块结构设计,可以得到多个厂商的广泛支持，便于生产与之兼容的外部设备和软件。接口一般是指主板和某类外设之间的适配电路，其功能是解决主板和外设之间在电压等级、信号形式和速度上的匹配问题。因此不同类型的外设需要不同的接口，不同的接口是不通用的。例如，硬盘和软盘驱动器的接口是不兼容的，因此不能在硬盘接口上接入软盘驱动器。另一方面，由于目前的一些新型接口标准，如USB、IEEE1394等，允许同时连接多种不同的外设，因此也把它们称为外设总线。此外，连接显示系统的新型接口AGP，由于习惯上的原因（原来的显示卡插入ISA或者PCI总线插槽中），也被称为AGP总线，但是实际上它应该是一种接口标准。 总线的分类 首先我们来讨论总线的分类。总线就是各种信号线的集合，是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。在微机系统中，有各式各样的总线。这些总线可以从不同的层次和角度进行分类。 1.按相对于CPU或其它芯片的位置可分为： ·片内总线 ·片外总线? 在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线称为片内总线（即芯片内部的总线）；通常所说的总线(Bus)指片外总线，是CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之???进行通讯的通路。有的资料上也把片内总线叫做内部总线或内总线(Internal?Bus)，把片外总线叫做外部总线或外总线(External Bus)。 CPU通过总线实现程序取指令、内存/外设的数据交换，在CPU与外设一定的情况下，总线速度是制约计算机整体性能的最大因素。 2.按总线的功能可分为： ·地址总线 ·数据总线 ·控制总线 通常所说的总线都包括上述三个组成部分，地址总线（ABus）用来传送地址信息，数据总线（DBus）用来传送数据信息，控制总线（CBus）用来传送各种控制信号。例如ISA总线共有98条线（即ISA插槽有98个引脚）；其中数据线有16条（构成数据总线），地址线24条（构成地址总线），其余各条为控制信号线（构成控制总线）、接地线和电源线。 3.按总线的层次结构可分为： ·CPU总线：包括地址线(CAB)、数据线(CDB)和控制线(CCD)，它用来连接CPU和控制芯片。 ·存贮总线：包括地址线(MAB)、数据线(MDB)和控制线(MCD)，用来连接存储控制器和DRAM。 ·系统总线：也称为I/O通道总线，包括地址线(SAB)、数据线(SDB)和控制线(SCB)，用来与扩充插槽上的各扩充板卡相连接。系统总线有多种标准，以适用于各种系统。 ·外部总线：用来连接外设控制芯片，如主机板上的I/O控制器和键盘控制器。包括地址线(XAB)、数据线(XDB)和控制线(XCB)。 CPU总线、存储总线、外部总线在系统板上，不同的系统采用不同的芯片集。这些总线不完全相同，也不存在互换性问题。系统总线是与I/O扩充插槽相连的，I/O插槽中可插入各式各样的扩充板卡，作为各种外设的适配器与外设连接。系统总线必须有统一的标准，以便按照这些标准设计各类适配卡。因此，我们实际上要讨论的总线就是系统总线，各种总线标准也主要是指系统总线的标准。 4.按总线在微机系统中的位置可分为： ·机内总线：上面介绍的各类都是机内总线。 机外总线（Peripheral Bus — 外设总线）：指与外部设备接口的总线，实际上是一种外设的接口标准。目前在PC机上流行的接口标准有：IDE、SCSI、USB和IEEE1394四种。前两种主要是与硬盘、光驱等IDE设备接口，后面两种新型外部总线可以用来连接多种外部设备。 5.系统总线 上面说过，我们要讨论的总线主要是系统总线。PC机上的系统总线又可分为ISA、EISA、MCA、VESA、PCI、AGP等多种标准。 ·ISA(Industry Standard Architecture)是IBM公司为28