哈工大唐朔飞-计算机组成原理(第2版)-高教出版社-第3章课件.ppt

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 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 一、为什么要用总线 二、什么是总线 三、总线上信息的传送 总线是连接各个部件的信息传输线 是 各个部件共享的传输介质 串行 并行 四、总线结构计算机举例 1. 面向 CPU 的双总线结构框图 中央处理 器 CPU I/O总线 M 总 线 3.1 主存储器 M.M I/O接口 外部 设备1 外部 设备2 … … I/O接口 I/O接口 外部 设备n 单总线（系统总线） 2. 单总线结构框图 CPU M.M I/O接口 外部 设备1 外部 设备2 I/O接口 … 外部 设备n I/O接口 … 3.1 3. 以存储器为中心的双总线结构框图 系统总线 M.M CPU I/O接口 外部 设备1 … 外部 设备n I/O接口 … 存储总线 3.1 1.片内总线 2.系统总线 芯片内部 的总线 数据总线 地址总线 控制总线 双向 与机器字长、存储字长有关 单向 与存储地址、 I/O地址有关 有出 有入 计算机各部件之间 的信息传输线 存储器读、存储器写 总线允许、中断确认 中断请求、总线请求 3.通信总线 串行通信总线 并行通信总线 传输方式 3.2 用于 计算机系统之间 或 计算机系统 与其他系统（如控制仪表、移动通信等） 之间的通信 CPU 插件板 M.M 插件板 I/O 插件板 一、总线物理实现 BUS 1. 机械特性 2. 电气特性 3. 功能特性 4. 时间特性 二、总线特性 尺寸 形状 传输方向 和有效的 电平 范围 每根传输线的 功能 信号的 时序 关系 3.3 地址 数据 控制 三、总线的性能指标 1. 总线宽度 2. 标准传输率 3. 时钟同步/异步 4. 总线复用 5. 信号线数 6. 总线控制方式 7. 其他指标 数据线 的根数 每秒传输的最大字节数（MB／s） 同步、不同步 地址线 与 数据线 复用 地址线、数据线和控制线的 总和 负载能力 并发、自动、仲裁、逻辑、计数 3.3 ISA EISA VL-BUS PCI 模块 系统 总 线 标 准 四、总线标准 系统 模块 3.3 标 准 界 面 PCI Express总线的插槽 (由上到下：x4、x16、x1和x16)，最下边的一条是传统的32-bit PCI总线插槽 PCI Express总线的插槽 3.3 USB 3.3 187.5KB/s(192000B/s) 1.5Mbps 低速Low Speed USB 1.0 约1.5MB/s(1,500KB/s) 12Mbps 全速Full Speed USB 1.1 约60MB/s(60,000KB/s) 480Mbps 高速Hi-Speed USB 2.0 约500MB/s(5,000Mbit/s) 5Gbps 超高速SuperSpeed USB 3.0 约1,000MB/s(10,000Mbit/s) 10Gbps 超高速+SuperSpeed+ USB 3.1 速度 带宽 速率称号 USB版本 USB 3.3 USB HUB 3.3 一、单总线结构 单总线（系统总线） CPU M.M I/O接口 外部 设备1 外部 设备2 I/O接口 … 外部 设备n I/O接口 … 1. 双总线结构 具有特殊功能的处理器 由通道对I/O统一管理 通道 I/O接口 设备n … … I/O接口 设备0 CPU 主存 主存总线 I/O总线 二、多总线结构 3.4 2. 三总线结构 主存总线 DMA总线 I/O总线 CPU 主存 设备1 设备n 高速外设 I/O接口 I/O接口 I/O接口 … … 3.4 3. 三总线结构的又一形式 3.4 局域网 系统总线 CPU Cache 局部总线 扩展总线接口 扩展总线 Modem 串行接口 SCSI 局部I/O控制器 主存 4. 四总线结构 主存 扩展总线接口 局域网 SCSI 多媒体 CPU 调制解调器 串行接口 FAX 系统总线 局部总线 高速总线 扩展总线 图形 Cache/桥 3.4 1. 传统微型机总线结构 三、总线结构举例 存储器 SCSI II 控制器 主存控制器 ISA EISA 8 MHz16位数据通路 标准总线控制器 33 MHz32位数据通路 系统总线 调制解调器