1、2020/8/28,第二章 總線接口,2.1 總線的基本概念 2.2 總線通信協(xié)議 2.3 微機(jī)常用系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn) 2.4 通信總線標(biāo)準(zhǔn),2.1 總線的基本概念 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所使用的芯片內(nèi)部、電路插件板元器件之間、系統(tǒng)各插件板之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接，通常是通過(guò)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？偩€是若干互連信號(hào)的集合，是連接計(jì)算機(jī)各部件或計(jì)算機(jī)之間的一束公共信號(hào)線。,2.1.1 總線的概念,總線是計(jì)算機(jī)中連接各部件的一組公共通信線。,1970年DEC公司PDP-11小型計(jì)算機(jī)首次采用總線技術(shù)。 總線結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： 便于采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)總線得到各廠商的支持，便于開(kāi)發(fā)相互兼容的硬件板卡

2、和軟件 模塊結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí) 便于故障診斷和維修 .,微型計(jì)算機(jī)自誕生以來(lái)一直采用總線結(jié)構(gòu) 總線速度是微機(jī)性能的主要指標(biāo)之一 目前在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常把總線作為一個(gè)獨(dú)立的部件看待 微機(jī)系統(tǒng)中的I/O接口本質(zhì)上是I/O設(shè)備與微機(jī)系統(tǒng)總線的接口,2.1.2 總線的分類,按傳遞方式分為： 1）并行總線：多用于系統(tǒng)內(nèi)部或與主機(jī)距離較近的外設(shè)。 2）串行總線：主要用于較遠(yuǎn)距離的傳輸。,按總線傳送信息的類別，可以把總線分成控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線、電源線和地線。,控制總線 控制總線上傳送一個(gè)部件對(duì)另一個(gè)部件的控制信號(hào)。 在總線上，可以控制其他部件的部件稱為總線主控(bus master)，如C

3、PU或DMA控制器；能夠?qū)偩€上的數(shù)據(jù)請(qǐng)求作出響應(yīng)，但本身不具備總線控制能力的模塊被稱為從控(slave)，如并行接口電路8255A、中斷控制器8259A等 根據(jù)不同的使用意義，有的為三態(tài)，有的非三態(tài),地址總線 地址總線上傳送地址信號(hào)，總線主控用地址信號(hào)指定其需要訪問(wèn)的部件（如外設(shè)、存儲(chǔ)器單元）。 總線主控發(fā)出地址信號(hào)后，總線上的所有部件均感受到該地址信號(hào)，但只有經(jīng)過(guò)譯碼電路選中的部件才接收主控的控制信號(hào)，并與之通信。 地址總線是單向的，即地址信號(hào)只能由總線主控至從控。地址總線也是三態(tài)的，非主控部件不能驅(qū)動(dòng)地址總線。,數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)總線上傳送數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)總線是雙向的，數(shù)據(jù)信息可由主控至從控（

4、寫(xiě)），也可由從控至主控（讀）。 數(shù)據(jù)總線是三態(tài)的，未被地址信號(hào)選中的部件，不驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線（其數(shù)據(jù)引腳為高阻）。 數(shù)據(jù)總線的根數(shù)稱為總線的寬度。16位總線，指其數(shù)據(jù)總線為16根。,總線的層次結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)由處于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同層次上的若干總線組成：芯片總線、片間總線、系統(tǒng)總線、通信總線。,芯片總線 （片內(nèi)總線） CPU內(nèi)部邏輯單元的公共總線，是ALU、各種寄存器及功能單元之間的信息通路。 片間總線 （元件級(jí)總線） 芯片之間連線，包括控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線。片間總線實(shí)現(xiàn)了CPU與主存儲(chǔ)器、Cache、控制芯片組、以及多個(gè)CPU之間的連接，并提供了與系統(tǒng)總線的接口。,系統(tǒng)總線 系統(tǒng)總線為

5、主機(jī)系統(tǒng)與外圍設(shè)備之間的通信通道。 在主板上，系統(tǒng)總線表現(xiàn)為與擴(kuò)展插槽相連接的一組邏輯電路和導(dǎo)線，所以系統(tǒng)總線也叫I/O通道總線 系統(tǒng)總線必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以便按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)各類適配卡 ISA、MCA、VESA、 PCI、AGP、PCI-E,系統(tǒng)總線 ISA:Industry Standard Architecture工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，16位標(biāo)準(zhǔn)總線，數(shù)據(jù)傳輸率8MB/s MCA:Micro Channel Architecture微通道體系結(jié)構(gòu)， 32位標(biāo)準(zhǔn)總線，數(shù)據(jù)傳輸率40MB/s EISA:Extended Industry Standard Architecture擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，

6、32位標(biāo)準(zhǔn)總線，數(shù)據(jù)傳輸率33MB/s VESA:Video Electronic Standard Association視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)。 VESA總線也稱為VL-bus(VESA Local Bus)， 32位標(biāo)準(zhǔn)總線，數(shù)據(jù)傳輸率133MB/s,系統(tǒng)總線 PCI:Peripheral Component外部設(shè)備互連。32/64位標(biāo)準(zhǔn)總線，數(shù)據(jù)傳輸率132MB/s AGP:Accelerated Graphics Port加速圖形接口， 專為提高視頻帶寬而設(shè)計(jì)的總線規(guī)范。它是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，連接控制芯片組和AGP顯示卡，因此嚴(yán)格說(shuō)AGP不能稱為總線，而是一種接口標(biāo)準(zhǔn) PCI-E:PCI-Exp

7、ress是目前最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，原名“3GIO”，由Intel提出，后交由PCI-SIG認(rèn)證發(fā)布后才改名為此名。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)已取代AGP并最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。其數(shù)據(jù)速率可達(dá)到10GB/s以上。它還有多種子規(guī)格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X。,外總線（通信總線） 系統(tǒng)之間及通信用的總線。用來(lái)提供I/O設(shè)備與系統(tǒng)中其他部件間的公共通信通路。一般來(lái)講，外部系統(tǒng)或設(shè)備相距微機(jī)系統(tǒng)要遠(yuǎn)些，它們之間的通信可以用并行方式或串行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但數(shù)據(jù)傳輸速率可能會(huì)低些，不像內(nèi)總線那樣都是并行的高速總線，因此，對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)該采取不同的外總線。,IEEE-488:支持智

8、能測(cè)試儀器組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) RS-232C :支持微機(jī)系統(tǒng)的串行接口 SCSI :小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連 USB :通用串行總線 IEEE1394 :高性能串行總線標(biāo)準(zhǔn) 外部總線本質(zhì)上應(yīng)該算作主機(jī)與外設(shè)的接口,2.1.3 總線的主要參數(shù),1總線寬度 總線寬度又稱總線位寬，指的是總線能同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)。在工作頻率固定的條件下，總線的帶寬與總線的寬度成正比。 2總線頻率 總線頻率是總線工作速度的一個(gè)重要參數(shù)，工作頻率越高，速度越快。通常用MHz表示。,2.1.3 總線的主要參數(shù),3總線帶寬 總線帶寬又稱總線的數(shù)據(jù)傳輸率，是指在單位時(shí)間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)總量，用每秒鐘最大傳送數(shù)據(jù)量來(lái)衡量。單位是字節(jié)

9、秒(B/s)或兆字節(jié)秒(MB/s)。與總線帶寬密切相關(guān)的兩個(gè)概念是總線的寬度和總線的工作頻率?？偩€帶寬越寬，傳輸率越高。,總線帶寬與總線寬度和總線頻率的關(guān)系為： 總線帶寬或數(shù)據(jù)傳輸率 =(總線寬度/8位)（總線頻率/每個(gè)存取周期的時(shí)鐘數(shù)）,結(jié)論：工作頻率越高則總線工作速度越快，也即總 線帶寬越寬。,2.2 總線的通信協(xié)議 總線的基本任務(wù)為傳送“數(shù)據(jù)”，包括程序指令，運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)，設(shè)備的控制命令、狀態(tài)字以及設(shè)備的輸入輸出數(shù)據(jù)?？偩€上的數(shù)據(jù)則在主控模塊的控制下進(jìn)行，從模塊則對(duì)地址譯碼，接受和執(zhí)行總線主模塊的命令，這時(shí)就存在通信問(wèn)題。通信過(guò)程中雙方共同遵守的約定則為“協(xié)議”。,總線通信協(xié)議是通信的

10、各方按照一定的約定進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，主要用來(lái)解決信息傳輸?shù)拈_(kāi)始和結(jié)束問(wèn)題。 握手信號(hào)（應(yīng)答信號(hào)）是控制信息傳送的開(kāi)始和結(jié)束的信號(hào)。,2.2.1 總線的傳輸過(guò)程,總線完成一次數(shù)據(jù)傳輸周期，一般分為四個(gè)階段： 1.申請(qǐng)階段 2.尋址階段 3.傳送數(shù)據(jù)階段 4.結(jié)束階段,2.2.2 總線通信協(xié)議 按照主從模塊之間數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中握手的不同方式總線通信協(xié)議分類： 1. 同步方式 2. 異步方式 3. 半同步方式 4.分離方式,1. 同步方式： 同步總線所用的控制信號(hào)僅是一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘的上升沿和下降沿分別表示一個(gè)總線周期的開(kāi)始和結(jié)束。掛在總線上的處理器、存儲(chǔ)器和外設(shè)等都由同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)控制，已使這些模塊步

11、調(diào)一致的工作，即一個(gè)周期一個(gè)周期地隨控制線上時(shí)鐘信號(hào)的標(biāo)志而展開(kāi)。 其優(yōu)點(diǎn)是由單一同步時(shí)鐘控制，數(shù)據(jù)傳送控制簡(jiǎn)單。在同步時(shí)鐘的控制下，完成總線的相應(yīng)操作。如： 讀操作，寫(xiě)操作等。但此種模式下只能由最慢的設(shè)備來(lái)決定總線的頻帶或總線周期的長(zhǎng)短，所以此種方式適應(yīng)性不好。,2. 異步方式： 不依賴于系統(tǒng)時(shí)鐘。 應(yīng)答式傳輸，采用兩根信號(hào)線來(lái)協(xié)調(diào)傳輸過(guò)程。 高速設(shè)備高速操作，低速設(shè)備低速操作。 MC68000/68010/68020微機(jī)系統(tǒng)采用異步方式。,2. 異步方式： 特點(diǎn)： 應(yīng)答關(guān)系互鎖。主設(shè)備MASTER的REQ有效，由從設(shè)備SLAVE的ACK響應(yīng)；ACK有效，才允許REQ撤銷；只有REQ已撤銷，

12、才最后撤銷ACK；只有ACK撤銷，才開(kāi)始下一個(gè)傳輸周期，互鎖的機(jī)制保證了傳輸?shù)目煽啃浴?數(shù)據(jù)的傳輸速率取決于從設(shè)備的速度，從而系統(tǒng)中可以容納不同速度的模塊。 通信延遲大，總線傳輸周期長(zhǎng),半同步方式在同步控制的基礎(chǔ)上，引入READY信號(hào)線。這樣，工作于半同步方式的總線，對(duì)快速設(shè)備就像同步方式一樣，只由時(shí)鐘信號(hào)單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)主從之間的握手；對(duì)慢速設(shè)備，又像異步方式一樣，利用READY控制信號(hào)使得傳輸周期延長(zhǎng)至?xí)r鐘周期的整數(shù)倍。這種混合式總線，兼有同步方式的速度和異步方式的可靠性和適應(yīng)性。,例如IBM PC/XT總線。,3. 半同步方式： 因?yàn)楫惒娇偩€的傳輸延時(shí)嚴(yán)重地限制了最高的頻帶寬度，因此考慮結(jié)

13、合同步總線和異步總線的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出了混合的總線即半同步總線。,4 分離方式： 從主模塊發(fā)出地址和讀/寫(xiě)命令開(kāi)始，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，系統(tǒng)總線完全由主模塊和從模塊占用。 從模塊執(zhí)行讀/寫(xiě)命令的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)總線為空閑。 為了充分利用這段總線空閑時(shí)間，將一個(gè)讀周期分解成為兩個(gè)分離的子周期。,在第一個(gè)子周期，主模塊發(fā)送地址和命令及有關(guān)信 息，經(jīng)總線傳輸，由有關(guān)從模塊接收下來(lái)后，立即和總線 斷開(kāi)，以供其他模塊使用。 待選中的從模塊準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)第二個(gè)子周期， 由該模塊申請(qǐng)總線，獲準(zhǔn)后，將數(shù)據(jù)發(fā)向原要求數(shù)據(jù)的設(shè) 備，由該設(shè)備接收。 兩個(gè)子周期均按同步方式傳送，在占用總線時(shí)刻，高 速進(jìn)行信息傳輸。這樣，把

14、兩個(gè)獨(dú)立子周期之間的空閑時(shí) 間給系統(tǒng)中其他主模塊使用，從而大大提高了總線的利用 率，使系統(tǒng)的整體性能增強(qiáng)，尤其對(duì)多微機(jī)系統(tǒng)更加有 利。,2.3 常用系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn),總線是微機(jī)系統(tǒng)中各模塊之間傳遞信息的通路。在近二、三十年的微機(jī)發(fā)展中，微機(jī)系統(tǒng)（CPU）經(jīng)歷了由4位、8位、16位、32位、64位等的發(fā)展過(guò)程。同時(shí)也存在著系統(tǒng)總線的不斷變化和升級(jí)，由初始的4位發(fā)展至現(xiàn)在的64位等，每一種總線結(jié)構(gòu)都存在著其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。,總線性能的發(fā)展： 低端傳統(tǒng)總線：支持8位和16位微機(jī)，依賴于CPU，有的實(shí)際就是CPU處理器引腳的延伸。其 I/O性能好 1）STD 2）PC/XT 3）PC/AT ISA

15、高端現(xiàn)代總線：支持8位和16位微機(jī)，對(duì)CPU的依賴減弱。有較好的兼容性。其處理能力強(qiáng) 4）MCA 5）EISA 6）VESA 7）PCI,2.3.1、總線標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)：用于互連計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)。,P28 系統(tǒng)總線的類型 信號(hào)線標(biāo)準(zhǔn)所涉及的方面 常用的系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn),2.3.2 STD總線,STD總線是在1978年由美國(guó)PRO-LOG公司公布。1981年被定為IEEEP961標(biāo)準(zhǔn)總線。是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)控制總線。,STD總線有56條信號(hào)線，可分為5個(gè)功能組：16邏輯電源，714數(shù)據(jù)總線，5356輔助電源，1530地址總線，3152控制總線。 STD總線的引腳信號(hào)定義見(jiàn)書(shū)（P30）,

16、STD總線的主要特點(diǎn)： 1）可靠性高，56條信息總線均有嚴(yán)格定義 2）采用小型的功能模塊概念，以功能來(lái)劃分模板。 3）適用性強(qiáng)，具有兼容開(kāi)放式的總線結(jié)構(gòu)。 4）布線規(guī)整，控制功能強(qiáng)。 5）不斷引進(jìn)新技術(shù),適用新技術(shù)的發(fā)展。,PCXT總線是將8088 CPU的引腳經(jīng)過(guò)8282鎖存器、8286發(fā)送接收器、8288總線控制器、8259中斷控制器、8237DMA控制器以及其他邏輯電路的重新驅(qū)動(dòng)和組合控制而形成的。 共有62引腳，其中，數(shù)據(jù)線8根、地址線20根、控制線21根、狀態(tài)線2根，還有時(shí)鐘、電源、地線 XT總線也稱為PC總線或8位ISA總線,2.3.2、IBM PC/XT總線,PC/XT總線接口,

17、右側(cè)為A側(cè)，左側(cè)為B側(cè)。用戶自行設(shè)計(jì)或購(gòu)買的與總線匹配的接口插件板就插在這些擴(kuò)展槽的插座上，又稱A側(cè)為元件側(cè)，B側(cè)為焊接側(cè)。,地址線A19A0 存儲(chǔ)器地址A19A0，最大存儲(chǔ)器1M。 I/O地址A15A0，最大64K，在PC及XT機(jī)上實(shí)際使用A9A0，I/O范圍為000003FFH。,PC/XT總線接口,PC/XT總線接口,控制線 21條,AEN：Address Enable，地址允許信號(hào) PC總線可由CPU或DMA控制器控制，當(dāng)DMAC控制總線時(shí)，它產(chǎn)生AEN信號(hào)，用于禁止CPU控制總線。即：,PC/XT總線接口,控制線 21條,ALE：Address Latch Enable，地址鎖存允許

18、 微處理器或總線控制器在每一個(gè)總線周期送出ALE信號(hào)， ALE有效，表示一個(gè)總線周期的開(kāi)始，在ALE的下降沿鎖存來(lái)自CPU的地址信號(hào),PC/XT總線接口,控制線 21條,讀/寫(xiě)信號(hào),PC/XT總線接口,控制線 21條,IRQ7IRQ2：中斷請(qǐng)求信號(hào) 總線上的設(shè)備通過(guò)IRQ7IRQ2向主板上的中斷控制器8259發(fā)出中斷請(qǐng)求，IRQ7IRQ2對(duì)應(yīng)8259的引腳IR7IR2。 8259的8個(gè)請(qǐng)求輸入端IR7IR0中IRQ0被主板上的系統(tǒng)定時(shí)器占用、IRQ1被鍵盤占用，因此，IRQ0和IRQ1不在PC總線上出現(xiàn),PC/XT總線接口,控制線 21條,DRQ3DRQ1：DMA請(qǐng)求信號(hào),DMA控制器8237

19、有四個(gè)通道，允許四個(gè)設(shè)備請(qǐng)求進(jìn)行DMA傳送，但通道0用于DRAM刷新，因此，DRQ0和 不在PC總線上出現(xiàn),: DMA響應(yīng)信號(hào),PC/XT總線接口,控制線 21條,T/C：計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào) 一次DMA請(qǐng)求可傳送多個(gè)字節(jié)，當(dāng)任一DMA通道傳送結(jié)束時(shí)，T/C上出現(xiàn)高電平。 Reset Drv：系統(tǒng)總清信號(hào),PC/XT總線接口,控制線 21條,I/O通道奇偶校驗(yàn)信號(hào)。當(dāng)I/O通道上的設(shè)備或存儲(chǔ)器的奇偶校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)，該信號(hào)有效。 I/O通道準(zhǔn)備好信號(hào)。該信號(hào)為低電平時(shí)（未準(zhǔn)備好），使CPU或DMA插入等待周期。,PC/XT總線總線接口,在IBM PC/AT（80286）機(jī)上首先使用，故又稱為AT總線，在8位

20、PC總線上擴(kuò)展而成,2.3.4ISAIndustry Standard Architecture總線接口,16位ISA總線接口,16位ISA總線在擴(kuò)展PC總線時(shí)，保留了原62芯PC總線信號(hào)的大部分定義，僅做了少量更改,16位ISA總線接口,在擴(kuò)展的36芯插座上，ISA重新定義了部分信號(hào),24位地址信號(hào)，允許最大存儲(chǔ)器16M,SD15SD0：16位數(shù)據(jù)信號(hào),SBHE：總線高字節(jié)允許,IRQ15、IRQ14、IRQ12、IRQ11、IRQ10,AT機(jī)上使用2片中斷控制器8259（主片和從片），可有15級(jí)中斷請(qǐng)求,16位ISA總線接口,DMA請(qǐng)求/響應(yīng)線,16位ISA總線接口,存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)信號(hào),16

21、位訪問(wèn)周期信號(hào),指出當(dāng)前傳送的是16位總線周期,總線主控,當(dāng)DMA控制器使用總線期間， 為低電平,P34 ISA總線的特點(diǎn),2.3.5 PCI 總線,PCI總線(Peripheral Component Interconnect，外圍部件互連總線)于1991年由Intel公司首先提出，并由PCI SIG(Special Interest Group)來(lái)發(fā)展和推廣。 PCI SIG是一個(gè)包括Intl、IBM、Compaq、Apple和DEC等100多家公司在內(nèi)的組織集團(tuán)。1992年6月推出了PCI 1.0版，1995年6月又推出了支持64位數(shù)據(jù)通路、66MHz工作頻率的PCI 2.1版。,PCI

22、總線的特點(diǎn),PCI是一種高速、高性能的局部總線，它可提供32位或64位的數(shù)據(jù)通道來(lái)支持多個(gè)外設(shè)，并與CPU和時(shí)鐘工作頻率無(wú)關(guān)。是一種真正實(shí)用的32總線。傳輸速率為133MB/s，適用于Pentium以上的微機(jī)，解決了圖形、視頻、音頻等多媒體應(yīng)用方面的需求。 PCI總線的特點(diǎn)： 1）實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸 2）安裝方便（可自動(dòng)配置） 3）兼容性好 (兼容ISA，EISA，VL) 4）成本低、壽命長(zhǎng),配置空間,PCI總線實(shí)現(xiàn)了參數(shù)自動(dòng)設(shè)置功能。每個(gè)PCI設(shè)備必須提供256字節(jié)的空間結(jié)構(gòu)，軟件利用這一結(jié)構(gòu)可以測(cè)定什么板插入了PCI插槽，從而使軟件能夠自動(dòng)地為PCI接口設(shè)置系統(tǒng)。 PnP=Plug and

23、Play即插即用,總線的體系結(jié)構(gòu),82439TX System Controller (MTXC),82371AB PCI ISA IDE Xcelerator (PIIX4),總線的層次結(jié)構(gòu),北橋芯片： 主板上離CPU最近的一塊芯片，負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存，作用是在處理器與PCI總線、RAM、AGP等高速緩存之間建立通信接口。 北橋芯片提供對(duì)CPU類型，主頻，內(nèi)存的類型，內(nèi)存的最大容量，PCI/AGP插槽等設(shè)備的支持。北橋起到的作用非常明顯，在電腦中起著主導(dǎo)的作用，所以習(xí)慣的稱為主橋（Host Bridge）。 南橋芯片： 南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信，通過(guò)PCI總線實(shí)現(xiàn)USB、L

24、AN、SATA、音頻設(shè)備、鍵盤、時(shí)鐘等的通信，這些技術(shù)一般相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，所以不同芯片組中可能南橋芯片是一樣的，不同的只是北橋芯片。,橋芯片起到信號(hào)緩沖、電平轉(zhuǎn)換和控制協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用。 這種以“橋”的方式將兩類不同結(jié)構(gòu)的總線“粘合”在一起的技術(shù)特別能夠適應(yīng)系統(tǒng)的升級(jí)換代。 每當(dāng)微處理器改變時(shí)只需改變CPU總線和改動(dòng)“北橋”芯片，而全部原有外圍設(shè)備及接口適配器仍可保留下來(lái)繼續(xù)使用，從而保護(hù)了用戶的投資。,PCI總線的應(yīng)用 設(shè)計(jì)PCI接口卡必須使用PCIBIOS中的程序和PCI橋接器。 PCIBIOS中為用戶提供了訪問(wèn)PCI總線的函數(shù)，可以讀取PCI配置內(nèi)存中的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上并對(duì)PCI橋接器進(jìn)

25、行適當(dāng)編程才能處理處理器與I/O接口之間的數(shù)據(jù)通信。 通過(guò)INT 1AH指令的AH=0B1H功能獲得PCI總線函數(shù)，包括PCI總線的總線和單元信息等，在根據(jù)此對(duì)PCI橋接器編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送功能。,ISA總線的傳輸速率為16MB/s。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出的CPU性能在成倍的提高，為了解決CPU與系統(tǒng)總線之間產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題，IBM公司于1987年發(fā)表了MCA總線（ Micro Channel Architecture微通道結(jié)構(gòu)）。 但是MCA總線與已廣泛使用的ISA總線不兼容，失去了一大批PC機(jī)市場(chǎng)。其次IBM公司注冊(cè)了MCA的版權(quán)，可觀的版權(quán)費(fèi)使得許多廠家望而卻步，從而影響

26、了MCA總線的推廣。雖然MCA總線有許多優(yōu)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加了許多新的特殊的功能，但是MCA總線的市場(chǎng)占有率并不高。,2.3.5 EISA 總線,EISA總線是以compaq公司為代表的9家主要計(jì)算機(jī)公司為解決CPU與總線之間存在的瓶頸問(wèn)題，同時(shí)突破IBM公司對(duì)MCA總線的封鎖而推出的一種較先進(jìn)的總線結(jié)構(gòu)。 EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展成為高速的32位標(biāo)準(zhǔn)總線，它不僅保持了與ISA的100%兼容，而且具有MCA的全部功能。自從EISA公開(kāi)后，已有上百種EISA擴(kuò)充卡相繼問(wèn)世，使EISA總線在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域得到充分發(fā)展。,EISA總線具備以下特點(diǎn)： 1）較強(qiáng)的總線I/O控制能力 32位

27、地址線 16 /32位數(shù)據(jù)總線，33M數(shù)據(jù)傳輸率 2）中斷共享 3）開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)(真正的多主控總線) 4）軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)配置功能 P36EISA總線的特點(diǎn)和構(gòu)成,隨著CPU處理能力的不斷增強(qiáng)，以及主機(jī)工作頻率的提高和數(shù)據(jù)寬度的增大，系統(tǒng)總線從ISA發(fā)展到MCA和EISA，但系統(tǒng)總線的發(fā)展仍然跟不上CPU和軟件的發(fā)展速度，因而制約了CPU的發(fā)展。 為了解決總線傳輸速度問(wèn)題，引入局部總線的概念。,局部總線不是一個(gè)單獨(dú)的總線體系結(jié)構(gòu)，它是在ISA和EISA總線基礎(chǔ)上的補(bǔ)充。局部總線速度非?？欤ㄟ^(guò)局部總線外設(shè)以CPU的速度運(yùn)行，而不是通過(guò)ISA或EISA等其它總線進(jìn)行連接，從而提高了系統(tǒng)的性

28、能。 VL、PCI,VL（VESA Local Bus）總線是VESA（Video Electronic Standard Association視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）與60余家公司聯(lián)合推出的一種通用的全開(kāi)放局部總線標(biāo)準(zhǔn)，也叫VESA總線。 VL總線作為一種局部總線，它不是一個(gè)單獨(dú)使用的總線體系結(jié)構(gòu)，而是對(duì)ISA、EISA等系統(tǒng)I/O總線的補(bǔ)充，它需要和其他總線共存于一個(gè)系統(tǒng)中，形成ISA/VL或EISA/VL等總線體系結(jié)構(gòu)。,2.3.6 VESA Local Bus 總線 (VL總線),存在問(wèn)題： （1）不同公司的VESA總線板卡相互兼容性較差。（2）最多只能有3個(gè)擴(kuò)展槽，擴(kuò)展性有限。 （3）V

29、ESA總線是直接連接CPU的，專門針對(duì)486開(kāi)發(fā)的，不支持Pentium以及以上的CPU。 做為486機(jī)型的過(guò)渡性通用局部總線，已淘汰。,2.4 通用總線標(biāo)準(zhǔn),1）并行總線 IEEE-488 2）串行總線 RS-232C,2.4.1 IEEE-488 并行總線標(biāo)準(zhǔn),IEEE-488總線標(biāo)準(zhǔn)最初是由HP公司提出的并行接口標(biāo)準(zhǔn)。它具有多用性，功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)的引腳為24個(gè)，其電纜的連接器是帶插頭和插座的組合式插頭。當(dāng)連接時(shí)其上的插座又成為另一個(gè)插頭接口，從而一個(gè)組合連接器可以連接多個(gè)設(shè)備。,IEEE-488總線最多可同時(shí)掛接15臺(tái)設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，總線上的不同設(shè)備承擔(dān)不同的任

30、務(wù)，從邏輯功能上分為：控者、講者、聽(tīng)者。 聽(tīng)者：從數(shù)據(jù)總線上接受數(shù)據(jù)。同一時(shí)刻可 以有兩個(gè)以上的聽(tīng)者 講者：向數(shù)據(jù)總線上發(fā)送數(shù)據(jù)。一個(gè)系統(tǒng)中允許有多個(gè)講者，但同一時(shí)刻只能有一個(gè)。 控者：控制其他設(shè)備，通常由微機(jī)擔(dān)任。如對(duì)設(shè)備尋址或者允許講者使用總線,可見(jiàn)計(jì)算機(jī)可以兼具控者、講者和聽(tīng)者，外部設(shè)備僅作為講者、聽(tīng)者或者講聽(tīng)者?？偩€上的設(shè)備都分配有唯一的地址，由ASC碼表示?？卣吒鶕?jù)需要選擇一個(gè)講者和一個(gè)聽(tīng)者或者若干個(gè)聽(tīng)者。,IEEE-488總線常用于測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理和返回控制。 其主要引腳見(jiàn)書(shū)p39 IEEE-488的信號(hào)線功能： 1）DI0DI8：數(shù)據(jù)總線（8位） 2）數(shù)據(jù)傳

31、送控制總線(3根)：握手信號(hào)線 DAV，NRFD，NDAC 3）接口管理總線(5根)：控制系統(tǒng)的一般 有關(guān)狀態(tài) 。ATN，IFC，REN，SRQ， EOI 4）地線：GND，LOGIC，SHIELD,2.4.2 EIA RS-232C串行總線標(biāo)準(zhǔn),RS232C接口標(biāo)準(zhǔn)是串行通信中廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。由EIA （電子工業(yè)協(xié)會(huì)）開(kāi)發(fā)，RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了25個(gè)引腳和21個(gè)連接信號(hào)。,兩個(gè)術(shù)語(yǔ)說(shuō)明 DTE ：稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備，指用于收發(fā)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)或者終端。 DCE ：稱為數(shù)據(jù)通信設(shè)備，用于遠(yuǎn)距離發(fā)送串行數(shù)據(jù)的設(shè)備。如MODEM,RS232C,RS232C,在串行通信中，DTE和DCE之間的連接要符合接口標(biāo)準(zhǔn) 計(jì)算機(jī)串行通信中使用最普遍的是RS-232C標(biāo)準(zhǔn) PC機(jī)上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9針和25針連接器,1.RS-232C總線的特點(diǎn),1）RS-232C總線信