第六章 總線系統(tǒng)

1、華北電力大學計算機系華北電力大學計算機系計算機組成與結(jié)構(gòu)第六章第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)本章結(jié)構(gòu)本章結(jié)構(gòu)6.4 總線標準6.3 總線控制6.2 總線結(jié)構(gòu)6.1 總線的基本概念第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.1 6.1 總線的基本概念總線的基本概念一、為什么要用總線一、為什么要用總線二、什么是總線二、什么是總線三、總線上信息的傳送三、總線上信息的傳送總線是一組能為多個部件分時共享的公共信息傳送線路總線是一組能為多個部件分時共享的公共信息傳送線路特點：分時特點：分時 共享共享串行串行并行并行第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)四、四、 總線的分類總線

2、的分類1. .片內(nèi)總線片內(nèi)總線2. .系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線芯片內(nèi)部芯片內(nèi)部 的總線的總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線控制總線控制總線雙向雙向 與機器字長、存儲字長有關與機器字長、存儲字長有關單向單向 與存儲地址、與存儲地址、 I/O地址有關地址有關有出有出 有入有入計算機各部件之間計算機各部件之間 的信息傳輸線的信息傳輸線存儲器讀、存儲器寫存儲器讀、存儲器寫總線允許、中斷確認總線允許、中斷確認中斷請求、總線請求中斷請求、總線請求第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)3. .通信總線通信總線串行通信總線串行通信總線并行通信總線并行通信總線傳輸方式傳輸方式 用于用于 計算機系統(tǒng)之間計算機系

3、統(tǒng)之間 或或 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)與其他系統(tǒng)與其他系統(tǒng)（如控制儀表、移動通信等）（如控制儀表、移動通信等）之間的通信之間的通信四、四、 總線的分類總線的分類第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)五、五、 總線特性總線特性CPU 插件板插件板M.M 插件板插件板I/O插件板插件板1、總線物理實現(xiàn)、總線物理實現(xiàn)BUS第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)1） 機械特性機械特性2） 電氣特性電氣特性3） 功能特性功能特性4） 時間特性時間特性2、總線特性、總線特性尺寸尺寸 形狀形狀傳輸方向傳輸方向 和有效的和有效的 電平電平 范圍范圍每根傳輸線的每根傳輸線的 功能功能信號的信號的 時

4、序時序 關系關系地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)六、總線的性能指標六、總線的性能指標1. 總線寬度總線寬度2. 標準傳輸率標準傳輸率3. 時鐘同步時鐘同步/異步異步4. 總線復用總線復用5. 信號線數(shù)信號線數(shù)6. 總線控制方式總線控制方式7. 其他指標其他指標數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 的根數(shù)的根數(shù)每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（MBs）同步、不同步同步、不同步地址線地址線 與與 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 復用復用地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的 總和總和負載能力負載能力并發(fā)、自動、仲裁、邏輯、計數(shù)并發(fā)、自動、仲裁、邏輯、計數(shù)第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系

5、統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)n總線帶寬（標準傳輸率）在總線上每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)量，用MB/s表示，即每秒多少兆字節(jié)。 設總線的帶寬用Df表示，總線的時鐘周期用T1/f表示，一個總線周期傳送的數(shù)據(jù)量用D表示，則帶寬的計算公式為：DfD/TDf 若總線工作頻率為33MHz，總線寬度為32位，則最大傳輸率為：Df4B33106/s 132MB/s六、總線的性能指標六、總線的性能指標第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.2 6.2 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)一、單總線結(jié)構(gòu)單總線（系統(tǒng)總線）單總線（系統(tǒng)總線） CPU M.M I/O接口接口 外部外部 設備設備1 外部外部 設備設備2 I/O接口接口 外部外部

6、設備設備n I/O接口接口第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)1. 增加存儲總線的雙總線結(jié)構(gòu)增加存儲總線的雙總線結(jié)構(gòu)二、雙總線結(jié)構(gòu)二、雙總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 M.M CPU I/O接口接口 外部外部 設備設備1 外部外部 設備設備n I/O接口接口存儲總線存儲總線第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)具有特殊功能的處理器具有特殊功能的處理器由通道對由通道對I/O統(tǒng)一管理統(tǒng)一管理通道通道 I/O接口接口 設備設備n I/O接口接口 設備設備0 CPU主存主存主存總線主存總線I/O總線總線2. 增加增加I/O總線的雙總線結(jié)構(gòu)總線的雙總線結(jié)構(gòu)二、雙總線結(jié)構(gòu)二、雙總線結(jié)構(gòu)第六章第

7、六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)3. 面向面向 CPU 的雙總線結(jié)構(gòu)框圖的雙總線結(jié)構(gòu)框圖中央處理中央處理 器器 CPUI/O總線總線M總總線線主存儲器主存儲器 M.MI/O接口接口 外部外部 設備設備1 外部外部 設備設備2I/O接口接口I/O接口接口 外部外部 設備設備n第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)三、三、 三總線和多總線結(jié)構(gòu)三總線和多總線結(jié)構(gòu)主存總線主存總線DMA總線總線I/O總線總線 CPU 主存主存設備設備1設備設備n高速外設高速外設I/O接口接口I/O接口接口I/O接口接口1. 三總線結(jié)構(gòu)三總線結(jié)構(gòu)第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)2. 三總線結(jié)構(gòu)

8、的又一形式三總線結(jié)構(gòu)的又一形式局域網(wǎng)局域網(wǎng)系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CPUCache局部總線局部總線擴展總線接口擴展總線接口擴展總線擴展總線Modem串行接口串行接口SCSI局部局部I/O控制器控制器主存主存第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)4. 四總線結(jié)構(gòu)四總線結(jié)構(gòu)主存主存擴展總線接口擴展總線接口局域網(wǎng)局域網(wǎng)SCSI多媒體多媒體CPU調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器串行接口串行接口FAX系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線局部總線局部總線高速總線高速總線擴展總線擴展總線圖形圖形Cache/橋橋第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)1. 傳統(tǒng)微型機總線結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)微型機總線結(jié)構(gòu)三、總線結(jié)構(gòu)舉例三、總線結(jié)構(gòu)舉例存儲器存儲

9、器SCSI II控制器控制器主存控制器主存控制器ISA EISA8 MHz16 6位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路標準總線控制器標準總線控制器33 MHz3232位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器多媒體多媒體高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖形 CPU第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)2. VL-BUS局部總線結(jié)構(gòu)局部總線結(jié)構(gòu)33 MHz的的3232位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線ISA EISA多媒體多媒體高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖形調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器圖文傳真圖文傳真8 MHz的的1616位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路標準總線標準總線 控制器控制器CPU主存

10、控制器主存控制器存儲器存儲器局部總線局部總線 控制器控制器 SCSI控制器控制器VL BUS第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)3. PCI 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)CPU多媒體多媒體PCI 橋橋高速局域網(wǎng)高速局域網(wǎng)高性能圖形高性能圖形調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器圖文傳真圖文傳真PCI 總線總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線33 MHz的的32位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路8 MHz的的16位數(shù)據(jù)通路位數(shù)據(jù)通路ISA EISA標準總線標準總線 控制器控制器 SCSI 控制器控制器存儲器存儲器第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)4. 多層多層 PCI 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)PCI總線總線2存儲器存儲器橋橋0橋橋4 PCI

11、設備設備橋橋5總線橋總線橋橋橋3橋橋1設備設備橋橋2第一級橋第一級橋第二級橋第二級橋第三級橋第三級橋PCI總線總線4PCI總線總線5PCI總線總線3PCI總線總線1PCI總線總線0存儲器總線存儲器總線 標準總線標準總線CPU第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)3.3 3.3 總線控制總線控制一、總線判優(yōu)控制一、總線判優(yōu)控制 總線判優(yōu)控制總線判優(yōu)控制分布式分布式集中式集中式 主設備主設備(模塊模塊)對總線有對總線有 控制權(quán)控制權(quán) 從設備從設備(模塊模塊)響應響應 從主設備發(fā)來的總線命令從主設備發(fā)來的總線命令1. 基本概念基本概念鏈式查詢鏈式查詢計數(shù)器定時查詢計數(shù)器定時查詢獨立請求方式獨

12、立請求方式第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)2. 鏈式查詢方式鏈式查詢方式總總線線控控制制部部件件I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口nBG數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線BS -總線忙總線忙BR-總線請求總線請求BG-總線同意總線同意I/O接口接口1第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu) 0BS -總線忙總線忙BR-總線請求總線請求總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0BSBRI/O接口接口1I/O接口接口n設備地址設備地址3. 計數(shù)器定時查詢方式計數(shù)器定時查詢方式I/O接口接口1 計數(shù)器計數(shù)器設備地址設備地址 1第六章第六章 總線系統(tǒng)

13、總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)排隊器排隊器排隊器排隊器4. 獨立請求方式獨立請求方式總總線線控控制制部部件件數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線地址線地址線I/O接口接口0I/O接口接口1I/O接口接口nBR0BG0BR1BG1BRnBGnBG-總線同意總線同意BR-總線請求總線請求第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)二、總線通信控制二、總線通信控制1. 目的目的2. 總線傳輸周期總線傳輸周期主模塊申請主模塊申請，總線仲裁決定，總線仲裁決定主模塊向從模塊主模塊向從模塊 給出地址給出地址 和和 命令命令主模塊和從模塊主模塊和從模塊 交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)主模塊主模塊 撤銷有關信息撤銷有關信息 申請分配階段申請分配階段尋址

14、階段尋址階段傳數(shù)階段傳數(shù)階段結(jié)束階段結(jié)束階段解決通信雙方解決通信雙方 協(xié)調(diào)配合協(xié)調(diào)配合 問題問題第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)由由 統(tǒng)一時標統(tǒng)一時標 控制數(shù)據(jù)傳送控制數(shù)據(jù)傳送充分充分 挖掘挖掘 系統(tǒng)系統(tǒng) 總線每瞬間總線每瞬間 的的 潛力潛力同步通信同步通信 異步通信異步通信 半同步通信半同步通信 分離式通信分離式通信 3. 總線通信的四種方式總線通信的四種方式采用采用 應答方式應答方式，沒有公共時鐘標準，沒有公共時鐘標準同步、異步結(jié)合同步、異步結(jié)合第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)(1) 同步式數(shù)據(jù)輸入同步式數(shù)據(jù)輸入T1總線傳輸周期總線傳輸周期T2T3T4 時鐘時鐘

15、 地址地址 讀讀命令命令 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)(2) 同步式數(shù)據(jù)輸出同步式數(shù)據(jù)輸出T1總線傳輸周期總線傳輸周期T2T3T4 時鐘時鐘 地址地址 寫寫命令命令 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)不互鎖不互鎖半互鎖半互鎖全互鎖全互鎖(3) 異步通信異步通信主設備主設備從設備從設備請請求求回回答答第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)(4) 半同步通信半同步通信同步同步 發(fā)送方發(fā)送方 用系統(tǒng)用系統(tǒng) 時鐘前沿時鐘前沿 發(fā)信號發(fā)信號 接收方接收方 用系統(tǒng)用系統(tǒng) 時鐘后沿時鐘后沿 判斷、識別判斷、識別（同步同步、異步異步 結(jié)合）結(jié)合）異步異步

16、允許不同速度的模塊和諧工作允許不同速度的模塊和諧工作 增加一條增加一條 “等待等待”響應信號響應信號 WAIT第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)以輸入數(shù)據(jù)為例的半同步通信時序以輸入數(shù)據(jù)為例的半同步通信時序T1 主模塊發(fā)地址主模塊發(fā)地址T2 主模塊發(fā)命令主模塊發(fā)命令T3 從模塊提供數(shù)據(jù)從模塊提供數(shù)據(jù)T4 從模塊撤銷數(shù)據(jù)，主模塊撤銷命令從模塊撤銷數(shù)據(jù)，主模塊撤銷命令Tw 當當 為低電平時，等待一個為低電平時，等待一個 TWAITTw 當當 為低電平時，等待一個為低電平時，等待一個 TWAIT第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)上述三種通信的共同點上述三種通信的共同點一個總線傳

17、輸周期（以輸入數(shù)據(jù)為例）一個總線傳輸周期（以輸入數(shù)據(jù)為例） 主模塊發(fā)地址主模塊發(fā)地址 、命令、命令 從模塊準備數(shù)據(jù)從模塊準備數(shù)據(jù) 從模塊向主模塊發(fā)數(shù)據(jù)從模塊向主模塊發(fā)數(shù)據(jù)總線空閑總線空閑占用總線占用總線不占用總線不占用總線占用總線占用總線第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)(5) 分離式通信分離式通信充分挖掘系統(tǒng)總線每瞬間的潛力充分挖掘系統(tǒng)總線每瞬間的潛力主模塊主模塊 申請申請 占用總線占用總線，使用完后，使用完后即即 放棄總線放棄總線 的使用權(quán)的使用權(quán)從模塊從模塊 申請申請 占用總線占用總線，將各種信，將各種信息送至總線上息送至總線上一個總線傳輸周期一個總線傳輸周期子周期子周期1子

18、周期子周期2主模塊主模塊第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)1. 各模塊有權(quán)申請占用總線各模塊有權(quán)申請占用總線分離式通信特點分離式通信特點充分發(fā)揮了總線的有效占用充分發(fā)揮了總線的有效占用2. 采用同步方式通信，不等對方回答采用同步方式通信，不等對方回答3. 各模塊準備數(shù)據(jù)時，不占用總線各模塊準備數(shù)據(jù)時，不占用總線4. 總線被占用時，無空閑總線被占用時，無空閑習題補充題補充題 解：解：在直接映像方式下，主存塊地址所對應的在直接映像方式下，主存塊地址所對應的Cache塊號如塊號如下所示：下所示：主存塊地址：主存塊地址：1 2 4 1 3 7 0 1 2 5 4 6 4 7 2Cache塊

19、號：塊號： 1 2 0 1 3 3 0 1 2 1 0 2 0 3 2有一個有一個“Cache-主存主存”存儲層次，主存共存儲層次，主存共8個塊（個塊（07），），Cache4個塊（個塊（03），采用直接映像方法。），采用直接映像方法。（1）對于如下主存塊地址流：）對于如下主存塊地址流：1，2，4，1，3，7，0，1，2，5，4，6，4，7，2，若主存內(nèi)容一開始未裝入，若主存內(nèi)容一開始未裝入Cache中，請列出每次訪問后中，請列出每次訪問后Cache中各塊的分配情況。中各塊的分配情況。（2）對于（）對于（1）指出塊失效又發(fā)生塊爭用的時刻。）指出塊失效又發(fā)生塊爭用的時刻。（3）求出（求出（1）期

20、間）期間Cache的命中率。的命中率。（1）在這個地址流下，）在這個地址流下，Cache中中4個塊的分配情況如下：個塊的分配情況如下：時間時間1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515地址流地址流1 12 24 41 13 37 70 01 12 25 54 46 64 47 72 2第第0 0塊塊- - -4 44 44 44 40 00 00 00 04 44 44 44 44 4第第1 1塊塊1 11 11 11 11 11 11 11 11 15 55 55 55 55 55 5第第2 2塊塊- -2 22 22 22 22

21、22 22 22 22 22 26 66 66 62 2第第3 3塊塊- - - - -3 37 77 77 77 77 77 77 77 77 77 7調(diào)調(diào)入入調(diào)調(diào)入入調(diào)調(diào)入入命命中中調(diào)調(diào)入入替替換換替替換換命命中中命命中中替替換換替替換換替替換換命命中中命命中中替替換換第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)（2）發(fā)生塊失效又發(fā)生塊爭用的時刻：）發(fā)生塊失效又發(fā)生塊爭用的時刻： 6，7，10，11，12，15（3）命中率：）命中率： 5/15=33.3%第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4 6.4 總線標準總線標準常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準6.4.1常用設備接口標

22、準常用設備接口標準6.4.2第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準一、ISA總線 ISA（Industry Standard Architecture，工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu)）總線是IBM公司為PC/AT計算機制定的總線工業(yè)標準，也稱為AT總線。ISA總線的影響非常大，直到現(xiàn)在還有大量ISA總線設備，大多數(shù)主板也保留了ISA總線的插槽。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準 ISA總線的主要特點如下：（1）ISA總線共有98根信號線,在原PC/XT總線的62根線的基礎上擴展

23、了36根線,可進行8位或16位數(shù)據(jù)傳送.（2）24位地址線可直接尋址的主存地址空間為16MB。（3）支持6KB I/O地址空間，支持15級硬中斷和7級DMA通道。（4）最高時鐘頻率為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率達到16MB/s。（5）ISA總線支持8種總線事務類型：存儲器讀、存儲器寫、I/O讀、I/O寫、中斷響應、DMA響應、存儲器刷新和總線仲裁。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準二、EISA總線 EISA（Extended Industry Standard Architecture，擴展工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu)）總線是由Compaq、HP

24、、AST等為首的9家公司聯(lián)合在ISA總線的基礎上推出的一種32為總線標準。EISA是一種開放的總線標準，它與ISA可以完全兼容，并提供了很多ISA所不支持的增強功能。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準 EISA總線的主要特點如下： （1）EISA總線共有198根信號線。 （2）EISA總線時鐘頻率保持為8MHz，其最大傳輸率為33.3MB/s。 （3）地址總線擴展到32根，使微處理器的直接尋址范圍達到4GB。 （4）數(shù)據(jù)總線寬度為32位，可進行8位、16位或32位的數(shù)據(jù)傳送。 （5）擴充DMA訪問范圍到232。 （6）EISA

25、從CPU中分離出總線控制權(quán)，是種具有智能化的總線,支持總線主控和猝發(fā)式傳輸。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準三、MCA總線 MCA（Micro Channel Architecture，微通道結(jié)構(gòu)）是為微型、小型、中型和大型計算機設計的，并首先用于PS/2系列微機。 MCA總線的主要特點如下：（1）32位地址線可直接尋址的主存地址空間為4GB。（2）數(shù)據(jù)總線寬度為32位，可進行8位、16位或32位的數(shù)據(jù)傳送。（3）高速數(shù)據(jù)傳輸能力。（4）支持數(shù)據(jù)流傳輸過程,用于整塊數(shù)據(jù)的傳輸.第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6

26、.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準四VESA局部總線 VESA（Video Electronics Standard Association，視頻電子標準協(xié)會）總線是1992年由60家附件卡制造商聯(lián)合推出的一種局部總線，簡稱為VL(VESA Local Bus)總線。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準五、PCI總線 PCI（Peripheral Component Interconnect，外設部件互連）總線是由Intel公司提出的局部總線標準，于1992年6月和1995年6月頒布了V1.1和V2.1規(guī)范，

27、目前已經(jīng)得到廣泛地應用。 PCI是一種高帶寬，與處理器無關的該高速外圍總線。它是在原有的處理器總線與I/O總線之間新增加的一層結(jié)構(gòu)，是至關重要的夾層總線。它采用同步通信方式和集中仲裁策略，并且有自動配置能力。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準 典型的PCI總線結(jié)構(gòu)框圖如圖6-13所示。圖中整個系統(tǒng)有三種不同的總線：HOST總線、PCI總線和LAGACY總線第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準圖6-13 PCI總線典型配置結(jié)構(gòu)框圖HOST總線主設備主設備目標設目標

28、設備備RAM目標設目標設備備I/OPCI設備PCI總線LAGACY總線主存主存主存控制器主存控制器處理器處理器/Cache處理器處理器/CacheHOST/PCI橋橋PCI設備設備PCI設備設備PCI總線PCI/LAGACY橋橋PCI設備設備PCI設備設備 LAGACY設備設備 LAGACY設備設備PCI/PCI橋橋第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準 PCI總線的主要特點如下： （1）PCI總線的兼容性好。 （2）PCI總線支持總線主控技術。 （3）PCI總線支持無限猝發(fā)式傳送。 （4）PCI總線不受CPU速度和結(jié)構(gòu)的限制。

29、（5）PCI總線設有特別的緩存，實現(xiàn)外設與CPU隔離，外設或CPU的單獨升級都不會帶來兼容性問題。 （6）PCI總線支持自動配置功能，無需手工調(diào)節(jié)跨接器、DIP開關或系統(tǒng)中斷。 第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準六、AGP總線 AGP（Accelerated Graphics Port，圖形加速端口）總線是一種為了提高視頻帶寬而設計的總線規(guī)范。最初，它是以66MHz的PCI V2.1規(guī)范為基礎，由Intel公司隨著Pentium 主板一起推出來的。推出AGP的目的是為了大幅度地提高高檔微型計算機處理圖形尤其是3D圖形的能力。第

30、六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.1 6.4.1 常用系統(tǒng)總線標準常用系統(tǒng)總線標準 AGP的主要性能特點如下： （1）AGP總線將視頻處理器與系統(tǒng)主存直接相連，提高了3D圖形數(shù)據(jù)傳輸速度。 （2）系統(tǒng)主存可以與視頻芯片共享。 （3）采用雙重驅(qū)動技術。 （4）CPU訪問系統(tǒng)主存與AGP訪問顯存可以并行進行，進一步提高了系統(tǒng)性能。 （5）數(shù)據(jù)讀寫采用流水線操作. （6）采用帶邊信號傳輸技術，在總線上調(diào)制使地址信號與數(shù)據(jù)信號分離，來提高隨機內(nèi)存訪問速度。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準一、RS-232-C/ RS

31、-485串行接口標準 RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號， C表示修改次數(shù)。 RS-232-C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準二、IDE/EIDE接口 IDE（Integrated Device Electronics，集成

32、設備電子部件）是從IBM PC/AT上使用的高級技術配件（Advanced Technology Attachment，ATA）接口發(fā)展而來，故又稱為ATA端口。 IDE接口的主要特點如下： （1）讀寫磁盤的數(shù)據(jù)傳輸率一般不超過1.5MB/s （2）最多可連接兩個IDE設備。 （3）如果連接磁盤驅(qū)動器，每個磁盤的容量不超過528MB。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準 隨著計算機系統(tǒng)對硬盤速度和容量要求的提高，增強的IDE（Enhanced IDE，EIDE）接口標準就應運而生了，其標準改進如下： （1）讀寫磁盤的數(shù)據(jù)傳輸率可

33、達1218MB/s （2）最多可連接4個IDE設備。 （3）每個磁盤驅(qū)動器的容量可超過528MB。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準三、SCSI總線接口 SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)是由美國國家標準局（ANSI）于1986年6月公布的并行接口標準，后來又被國際標準化組織（ISO）確認為國際標準。它最初是為小型機研制的一種接口技術，但是隨著計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在被完全移植到了普通PC上。 現(xiàn)在的SCSI可以劃分為SCSI-1 SCSI-2 SCSI-3。SCSI最

34、初主要為管理磁盤而設計，現(xiàn)在SCSI廣泛應用于硬盤、光驅(qū)、ZIP、MO、掃描儀、磁帶機、JAZ、打印機、光盤刻錄機等設備上。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準SCSI接口標準的主要性能特點如下：（1）SCSI是系統(tǒng)級的標準輸入輸出總線接口，可以與各種采用SCSI接口標準的外部設備相連。（2）SCSI支持多任務并行操作，具有總線仲裁功能。（3）SCSI可以按同步方式和異步方式傳輸數(shù)據(jù)。（4）SCSI有兩種輸出方式：單端輸出方式下的連接長度限制為6m，差分輸出方式下的連接長度限制25m（5）SCSI總線上的設備沒有主從之分，雙方平

35、等第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準四、USB接口 USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）接口是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC和Northern Telecom 7家公司共同推出的新型的外設接口標準。它基于通用連接技術，實現(xiàn)外設的簡單快速連接,達到方便用戶、降低成本、擴展PC連接外設范圍的目的。1995年11月USB 0.9規(guī)范正式提出，1998年發(fā)布USB 1.1規(guī)范，目前的最新版本是USB 2.0。 表6-2為USB 1.1和USB 2.0的主要特性比較。第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)計算機組成與結(jié)構(gòu)6.4.2 6.4.2 常用設備接口標準常用設備接口標準表6-2 USB 1.1和USB 2.0的主要特性版本傳輸速度（Mb/s）可連接點數(shù)接點間距離（m）拓撲結(jié)構(gòu)支持系統(tǒng)支持特性信號線條數(shù)USB 1.11