微机原理与接口技术课件岳爱菊 ISBN9787811349429PPT第4章 微型计算机总线技术.ppt

第4章 微型计算机总线技术 【任务驱动】 本章主要是介绍总线的概念、分类以及一些计算机常用总线的特点。通过本章学习，要求学生掌握总线的概念、微型计算机中总线的分类以及微机中采用面向总线的结构有什么优点，另外对系统总线、局部总线、外部总线的特点应该有所了解。 【重点难点】 1．总线的概念及分类 2．STD总线的特点 3．PCI局部总线的特点 4.1总线的概念 4.2 微机常用总线 4.1总线的概念 4.1.1 总线的概念 总线是连接计算机有关部件的一组信号线，是计算机中用来传送信息代码的公共通道。在各功能板之间采用系统总线连接的情况下，我们希望所接插件之间具有通用性，以便于一个系统的各功能板可以插在任何一个插座上，就象我们日常生活中用的电源插座一样，为用户带来方便，所以这就要求有一个规格化的可通用的标准的系统总线。微型计算机面向总线的结构主要有以下优点： （一）简化了系统结构，便于系统设计制造； （二）大大减少了连线数目，便于布线，减小体积，提高系统的可靠性； （三）便于接口设计，所有与总线连接的设备均采用类似的接口； （四）便于系统的扩充、更新与灵活配置，易于实现系统的模块化； （五）便于设备的软件设计，所有接口的软件就是对不同的口地址进行操作； （六）便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。 4.1.2 总线的分类 总线可以按其功能、性能和级别分类 （一）按传输信号的性质分类，总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组： 1．数据总线，一般情况下是双向总线； 2．地址总线，单向总线，是微处理器或其他主设备发出的地址信号线； 3．控制总线，微处理器与存储器或接口等之间的控制信号。通常这部分线的含义和特性最复杂。 （二）按照信号的功能分类 1．基本信息总线，包括地址线、数据线及内存和I/O的读写控制信号线等。 2．数据握手总线，又称联络总线，是控制启动和停止总线操作、实现数据传送同步的信号线，是为保证总线上能容纳各种存取速度的设备而设计的信号线。 3．判决总线，包括总线判决（总线请求、总线确认线）和中断判决线（中断请求线、中断响应线）等。 4．定时信号总线，包括时钟信号线、复位信号线等。 5．电源信号总线，包括电源线和地线。 （三）按照层次位置分类 如图4.1所示，为计算机按照层次位置分类的总线示意图。 1．片内总线：片内总线位于微处理器或I/O芯片内部。 2．系统总线（内总线、板级总线）：用于微机系统中各插件之间的信息传输。 3．外部总线（设备总线、通信总线）：用于系统之间的连接，如微机与外设或仪器之间的连接。如通用串行总线RS-232C、智能仪表总线IEEE-488、并行打印机总线Centronics、并行外部设备总线SCSI和通用串行总线USB等。 4．局部总线：这是相对较新的概念，许多文献也把它称为片总线。 一般将插件板内部的总线叫做局部总线以区别于系统总线。 4.1.3 总线的性能指标 （一）总线宽度 总线宽度又称总线位宽，指的是总线能同时传送数据的位数。 （二）总线频率 总线工作频率是总线工作速度的一个重要参数，工作频率越高，速度越快。 （三）总线带宽 总线带宽又称总线的最大数据传输速率，是指在一定时间内总线上可传送的数据总量，用每秒钟最大传送数据量来衡量。 总线带宽或最大数据传输率＝（总线宽度/8位）×总线频率，单位为MB/s（总线频率以MHz为单位）。 4.2 微机常用总线 4.2.1 系统总线 1．ISA总线 ISA总线是PC微机最基本的总线标准，分为XT总线（62线）和AT总线（98线）两种。PC/XT机是最早的8位个人机，它采用XT总线；后来IBM推出16位AT机，采用了在原总线基础上的扩展，将62线延长到98线，叫AT总线。如图4.2所示，A、B两面是XT总线，再加上C、D两面是AT总线，总称为ISA总线。 2．EISA总线 EISA总线是ISA总线的扩展，与ISA总线完全兼容，支持多个总线主控器，增加了突发式传送，是一种高性能的32位标准总线，最高数据传输率为33MB/S，而ISA最高数据传输率为8MB/S。它是在原AT总线的基础上进行扩展的，由原来的AT总线的98脚扩展到196个引脚。 3．STD总线 STD总线是1987年推出的用于工业控制微型计算机的标准系统总线。它的高可靠性，小板结构，高度模块化等优越的性能在工业领域得到了广泛应用和迅速发展。STD总线起初是8位微处理器为廉价模块化总线结构使用而提供的技术规范。总线上的信号通常来自微处理器，并经过缓冲但不重新定时。这种总线结构简单，使得某些模块依附于所选处理器的类型，能支