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1、第5章 微型計(jì)算機(jī)總線,第5章：5.1 總線概述,微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中主要部件通過系統(tǒng)總線相互連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使微機(jī)系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn) 廣泛應(yīng)用的總線都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，便于互連各個(gè)部件時(shí)遵循共同的總線規(guī)范。接口的任一方只需要根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求來實(shí)現(xiàn)和完成接口的功能，而不必了解對(duì)方的接口方式 總線接口也是一種通用的接口技術(shù),1.按信息傳輸性質(zhì)分,數(shù)據(jù)總線：雙向，有8根（字節(jié)），16根（字），32根（雙字）； 地址總線：?jiǎn)蜗?，由CPU發(fā)出，指定信息源或目的的地址。有20根（8086），24根（80286），32根（80386及以后的CPU）； 控制總線：?jiǎn)坞p向都有，控
2、制讀寫，數(shù)據(jù)傳輸，聯(lián)絡(luò)，總線判決和中斷控制等功能。,片內(nèi)總線：芯片內(nèi)用于各功能單元連接； 片總線：插件板內(nèi)用于各芯片連接； 系統(tǒng)總線：用于微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各功能模塊連接； 外部總線：微機(jī)系統(tǒng)間，微機(jī)系統(tǒng)與其他儀器設(shè)備間的連接。,第5章：5.1.1不同層次的總線,5.1.2 系統(tǒng)總線主要性能指標(biāo),總線位寬：系統(tǒng)總線中數(shù)據(jù)線的根數(shù)，有8，16，32，64位之分；； 總線時(shí)鐘頻率：時(shí)鐘頻率越高，每秒鐘每條數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?，單? 為MHz（跟總線傳輸率（Mb/S在數(shù)值上相等） 總線帶寬：即所有數(shù)據(jù)線每秒可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，單位為MB/S。,三者關(guān)系為:,總線帶寬= 總線寬度總線時(shí)鐘頻率/8,例：已知
3、ISA總線的數(shù)據(jù)位（總線寬帶）是16位，它的時(shí)鐘頻率為8MHz(即每位數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)傳輸率為8Mb/s ) ， 求ISA總線的帶寬。,5.1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的發(fā)展,在微機(jī)發(fā)展和應(yīng)用中出現(xiàn)了許多種內(nèi)、外總線標(biāo)準(zhǔn) 第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)總線S-100總線 面向工業(yè)控制領(lǐng)域的STD總線 32位PC機(jī)上的ISA系統(tǒng)總線、EISA總線、VESA總線、PCI總線、USB總線等,圖示,第5章：PC機(jī)上的總線,PCI總線,ISA總線,USB總線,,,,總線標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范內(nèi)容,機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范：規(guī)定模板尺寸、插頭、連接器的形狀、尺寸等規(guī)格位置； 功能結(jié)構(gòu)規(guī)范：規(guī)定每個(gè)引腳名稱、功能、時(shí)序及適用協(xié)議； 電氣結(jié)構(gòu)規(guī)范：規(guī)
4、定信號(hào)的邏輯電平、最大額定負(fù)載能力及電源電壓等。,ISA總線的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,,5.1.4 單總線和多總線,系統(tǒng)各部件與總線的連接方式 單總線結(jié)構(gòu) 雙總線結(jié)構(gòu) 多總線結(jié)構(gòu),,單總線結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,CPU,M,M,I/O,I/O,I/O,,缺點(diǎn)：高速的存儲(chǔ)器與低速的I/O接口競(jìng)爭(zhēng)總線，影響了存儲(chǔ)器的讀寫速度,雙總線結(jié)構(gòu),面向CPU的雙總線結(jié)構(gòu),,,,,,,,,CPU,M,I/O,I/O,I/O,,,缺點(diǎn)：存儲(chǔ)器與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸必須通過CPU,雙總線結(jié)構(gòu),面向存儲(chǔ)器的雙總線結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,CPU,M,I/O,I/O,I/O,,,,,,,典型的PC系統(tǒng)多總線結(jié)構(gòu),,5
5、.1.5 采用總線結(jié)構(gòu)主要有以下優(yōu)缺點(diǎn)：,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本； 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，便于制造； 擴(kuò)充靈活，方便使用,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,部件傳輸?shù)姆謺r(shí)性； 傳輸控制的復(fù)雜性；,5. 3 總線仲裁和握手技術(shù),（1）總線主設(shè)備 指可以發(fā)起和控制總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備；它們可以通過指令，發(fā)出存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備的地址，并通過發(fā)送地址和讀/寫信號(hào)，完成存儲(chǔ)器或外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸。 （2）總線從設(shè)備 指只能接受主設(shè)備的要求，在主設(shè)備的控制下，接收主設(shè)備傳來的數(shù)據(jù)，或把數(shù)據(jù)傳送給主設(shè)備。,5.3.1 總線主設(shè)備和從設(shè)備,,5.3.2 總線仲裁,總線總裁器通過BR“總線請(qǐng)求”信號(hào)， BG“總線響應(yīng)”信號(hào)，以及BB“總線忙”信號(hào)，來決定哪個(gè)主設(shè)備來控制總線。,5.3.3 總線握手,同步方式 收、發(fā)雙方嚴(yán)格地按統(tǒng)一的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作 不適合于在同一系統(tǒng)中既有高速部件又有低速部件的環(huán)境 異步方式 傳輸過程無需統(tǒng)一時(shí)鐘的同步，用“請(qǐng)求”和“應(yīng)答”信號(hào)協(xié)調(diào) 傳輸速度慢 半同步方式 總體上仍是同步方式(使用基準(zhǔn)時(shí)鐘)，傳輸操作與時(shí)鐘同步 設(shè)置“等待”狀態(tài)線，在無法按時(shí)完成操作時(shí)，用此狀態(tài)線強(qiáng)制對(duì)方延長(zhǎng)一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘周期,解決主從設(shè)備在工作速度上不相匹配而提出的。,結(jié)束,無作業(yè) 練習(xí)：P154例5-3、5-4、5-10,
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