微機(jī)原理與接口電子教案第十二章

1、第一講：第十二章總線技術(shù)回顧：微機(jī)工作過(guò)程，三總線的概念及作用。重點(diǎn)和綱要：總線標(biāo)準(zhǔn)與總線體系結(jié)構(gòu)，ISA 總線。講授內(nèi)容：12.1 總線標(biāo)準(zhǔn)與總線體系結(jié)構(gòu)總線是一組信號(hào)線的集合，是一種在各模塊間傳送信息的公共通路。在微機(jī)系統(tǒng)中，利用總線實(shí)現(xiàn)、印刷電路板各之間、機(jī)箱內(nèi)各插件板之間、主機(jī)與外部設(shè)備之間或系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的連接與通信?？偩€是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的重要技術(shù)，總線設(shè)計(jì)好壞會(huì)直接影響整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能、可靠性、可擴(kuò)展性和可升級(jí)性。 采用標(biāo)準(zhǔn)總線可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)可靠性、易于系統(tǒng)的擴(kuò)充和更新等等。一、 總線分類與結(jié)構(gòu)1總線規(guī)范 機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范。規(guī)定模塊尺寸、總線插頭、邊沿連

2、接器等的規(guī)格。 功能結(jié)構(gòu)規(guī)范。確定引腳名稱與功能，以及其相互作用的協(xié)議。是總線的常包括如下內(nèi)容：，通數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫(xiě)控制邏輯線、時(shí)鐘線和電源線、地線等；中斷機(jī)制；總線主控仲裁應(yīng)用邏輯，如握手聯(lián)絡(luò)線、復(fù)位、自啟動(dòng)、休眠等。 電氣規(guī)范。規(guī)定信號(hào)邏輯電平、負(fù)載能力及最大額定值、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間等。2總線分類216教學(xué)方法、實(shí)施步驟時(shí)間分配教學(xué)回 顧5”2板書(shū) 計(jì)算機(jī)投影儀多課件等講 授35” 2提 問(wèn)3” 2小 結(jié)2” 2討 論5” 2 片內(nèi)總線在集成電路，用來(lái)連結(jié)各功能單元的信息通路，例如 CPU中的總線，它是 ALU 單元和控制器之間的信息通路。 局部總線在印刷電路板上連接各之間的公共通路，例

3、如 CPU 及其支持與其局部資源之間的通道。這些資源包括在板資源，插在板上局部總線擴(kuò)展槽上的功能擴(kuò)展板上的資源。例如PC 系列機(jī)中的 8 位 ISA、16 位 ISA、EISA、VESA 和 PCI 等總線標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)總線又稱為內(nèi)總線，是指模塊式微型計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的底板總線，用來(lái)連接微型機(jī)的各插件板，它可以是多處理機(jī)系統(tǒng)中各 CPU 板之間的通信通道，也可以是用來(lái)擴(kuò)展某塊 CPU 板的局部資源，或?yàn)榭偩€上所有 CPU 板擴(kuò)展共享資源之間的通信通道?，F(xiàn)在較流行的標(biāo)準(zhǔn)化微機(jī)系統(tǒng)總線有 16 位的 MULTIBUS I，STDBUS；32 位的 MULTIBUS II，STD32 和 VME 等。 通

4、信總線又稱為外總線，用于微機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，微機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備如機(jī)系統(tǒng)和儀器儀表之間的通信通道。這種總線數(shù)據(jù)傳輸方式可以是并行(如、盤(pán)設(shè)備或微)或串行。數(shù)據(jù)傳輸速率比內(nèi)總線低。不同的應(yīng)用場(chǎng)合有不同的總線標(biāo)準(zhǔn)。例如，串行通信的 EIARS232C 總線。二、 總線控制方法一般來(lái)說(shuō)，總線上完成一次數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)歷以下 4 個(gè)階段： 申請(qǐng)(Arbitration)占用總線階段。需要使用總線的主控模塊(如 CPU 或 DMAC)。向總線仲裁機(jī)構(gòu)提出占有總線控制權(quán)的申請(qǐng)。由總線仲裁機(jī)構(gòu)判別確定，把下一個(gè)總線傳輸周期的總線控制權(quán)授給申請(qǐng)者。 尋址(Addressing)階段。獲得總線控制權(quán)的主模塊，通過(guò)地址

5、總線發(fā)出本次打算的從屬模塊，如動(dòng)。 傳數(shù)(Aa器或 I/O 接口的地址。通過(guò)譯碼使被的從屬模塊被選中，而開(kāi)始啟ransferring)階段。主模塊和從屬模塊進(jìn)行。數(shù)據(jù)由源模塊發(fā)出經(jīng)數(shù)據(jù)總線流入目的模塊。對(duì)于讀傳送，源模塊是器或 I/O 接口，而目的模塊是總線主控者 CPU；對(duì)于寫(xiě)傳送，則源模塊是總線主控者，如 CPU，而目的模塊是器或 I/O 接口。 結(jié)束(Ending)階段。主、從模塊的有關(guān)信息均從總線上撤除，讓出總線，以便其它模塊能繼續(xù)使用。對(duì)于只有一個(gè)總線主控設(shè)備的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，對(duì)總線無(wú)需申請(qǐng)、分配和撤除。而對(duì)于多 CPU或含有 DMA 的系統(tǒng)，就要有總線仲裁機(jī)構(gòu)，來(lái)授理申請(qǐng)和分配總線控制權(quán)

6、?？偩€上的主、從模塊通常采用以一定方式用握手信號(hào)的電壓變化來(lái)指明數(shù)據(jù)傳送的開(kāi)始和結(jié)束，用同步、異步或半同步這 3 種方式之一實(shí)現(xiàn)總線傳輸?shù)目刂啤?同步總線同步總線所用的控制信號(hào)是時(shí)鐘振蕩器，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。典型的同步協(xié)定的定時(shí)信號(hào)和受控設(shè)備的總線時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)使所有的模塊同結(jié)構(gòu)如圖 8-1 和圖 8-2 所示。圖 8-1 同步協(xié)定的定時(shí)信號(hào)步在一個(gè)共同的時(shí)鐘基準(zhǔn)上。地址和數(shù)據(jù)信號(hào)陰影區(qū)的出現(xiàn)有以下幾個(gè)原因。 因?yàn)榭偩€主控器(Bus Master)發(fā)出的地址信號(hào)經(jīng)過(guò)地址總線到總線受控器(Bus Slave)的譯譯碼需要時(shí)間，所以地址信號(hào)必須在時(shí)鐘信號(hào)到來(lái)前提前

7、一段時(shí)間到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。 當(dāng)譯輸出選中數(shù)據(jù)緩沖器后，在寫(xiě)操作時(shí)，一旦時(shí)鐘信號(hào)出現(xiàn)在緩沖器的輸入端，就把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)打入數(shù)據(jù)緩沖器內(nèi)。因此，數(shù)據(jù)信號(hào)必須在時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)緩沖器前提前一段時(shí)間出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，這段時(shí)間稱為建立時(shí)間。為了使寫(xiě)操作穩(wěn)定，在時(shí)鐘信號(hào) 后，數(shù)據(jù)信號(hào)在數(shù)據(jù)總線上還必須停留一段時(shí)間，這段時(shí)間稱為保持時(shí)間。對(duì)于讀操作，地址線與寫(xiě)操作類似，但數(shù)據(jù)線的作用不同。由圖 8-1 可見(jiàn)，建立時(shí)間比保持時(shí)間長(zhǎng)得多，這是因?yàn)榻r(shí)間包括受控設(shè)備中的譯碼延遲，同時(shí)還包括信號(hào)通過(guò)不同總線上的門(mén)電路會(huì)產(chǎn)生不同的滯后延遲。同樣，保持時(shí)間內(nèi)也包括滯后延遲。同步系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳送由單一信號(hào)控制

8、。然而，同步總線在處理接到總線上慢速的受控設(shè)備方面存在一系列問(wèn)題。如對(duì)于接到總線上的快慢不同的受控設(shè)備，必須降低時(shí)鐘信號(hào)的頻率，以滿足總線上響應(yīng)最慢的受控設(shè)備的需要。這樣，即使低速設(shè)備很少被 ，它也會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的操作速度降低很多。2異步總線對(duì)于具有不同存取時(shí)間的各種設(shè)備，是不適宜采用同步總線協(xié)定的。因?yàn)檫@時(shí)總線要以最低速設(shè)備的速度運(yùn)行。因此，如果對(duì)高速設(shè)備能具有高速操作，而對(duì)低速設(shè)備能具有低速操作，從而對(duì)不同的設(shè)備具有不同的操作時(shí)間，就可采用異步總線。異步總線的定時(shí)信號(hào)及控制信號(hào)如圖 8-3 所示。這種總線叫做“全互鎖異步總線”，在總線操作期間兩個(gè)控制信號(hào) (MASTER 和 SLAVE)交替

9、地變化，即隨著一個(gè)信號(hào)的改變才使另一個(gè)信號(hào)處于待變化狀態(tài)。這種方式的互鎖保證了地址總線上的信息不會(huì)會(huì)被丟失或重復(fù)接收。，也不圖 8-3 全互鎖異步總線的定時(shí)信號(hào)對(duì)于寫(xiě)操作，總線主控設(shè)備把地址和數(shù)據(jù)放到總線上，在允許的滯后、譯碼及建立時(shí)間的延遲之后，總線主控設(shè)備使 MASTER 上升，它表明這些數(shù)據(jù)可以被受控設(shè)備接收。于是該上升沿觸發(fā)一個(gè)受控并把數(shù)據(jù)鎖存于一個(gè)受控緩沖寄存器中。器，開(kāi)始一個(gè)寫(xiě)周期，對(duì)于讀操作，在主控設(shè)備把地址放到總線上之后，MASTER 信號(hào)的上升沿啟動(dòng)受控設(shè)備操作。在受控設(shè)備取出所要求的數(shù)據(jù)并把它放到總線之后，SLAVE 信號(hào)變?yōu)?，表示該操作完成了，它觸發(fā)主控設(shè)備把總線上的數(shù)據(jù)

10、裝入自己的緩沖器，在此期間 SLAVE 信號(hào)必，使數(shù)據(jù)穩(wěn)定在數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)主控設(shè)備已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的接收，就使 MASTER須保持變?yōu)榈碗娖?，表示己接收了?shù)據(jù)，而后 SLAVE 降低，表示受控設(shè)備已經(jīng)知道主控設(shè)備得到了數(shù)據(jù)，整個(gè)讀操作結(jié)束，又可以開(kāi)始一個(gè)新的操作。在全互鎖協(xié)定中陰影區(qū)表示的意義和同步協(xié)定中相同，建立時(shí)間至少要足以允許地址譯碼和緩沖器被選通。保持時(shí)間沒(méi)有表示出來(lái)，然而它是存在的。通常保持時(shí)間是通過(guò)在 WRITE218完成之后或?qū)τ?READ 是在總線上出現(xiàn)數(shù)據(jù)之后，延遲 SLAVE 信號(hào)一個(gè)保持時(shí)間而被加進(jìn)受控設(shè)備的。而主控接收到受控信號(hào)的轉(zhuǎn)變之后，使它的動(dòng)作推遲一個(gè)保持時(shí)間也同樣

11、可以把保持時(shí)間加到主控設(shè)備上。全互鎖異步協(xié)定的優(yōu)點(diǎn)主要可靠性以及在處理通過(guò)較長(zhǎng)總線連接且具有各種不同響應(yīng)時(shí)間的設(shè)備時(shí)的高效率。 半同步總線因?yàn)楫惒娇偩€的傳輸延遲嚴(yán)重地限制了最高的頻帶寬度，因此，總線設(shè)計(jì)師結(jié)合同步和異步總線的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出混合式的總線，即半同步總線，半同步總線的定時(shí)信號(hào)如圖 8-4 所示。這種總線有兩個(gè)控制信號(hào)，即由主控來(lái)的 CLOCK 和受控來(lái)的 WAIT 信號(hào)，它們起著異步總線MASTER 和 SLAVE 的作用，但傳輸延遲是異步總線的一半，這是因?yàn)槌晒Φ奈帐种恍枰粋€(gè)來(lái)回行程。對(duì)于快速設(shè)備，這種總線本質(zhì)上是由時(shí)鐘信圖 8-4 半同步總線的定時(shí)信號(hào)號(hào)單獨(dú)控制的同步總線。如果受控

12、設(shè)備快得足以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)作出響應(yīng)的話，那么它就不發(fā) WAIT 信號(hào)。這時(shí)的半同步總線像同步總線一樣地工作。如果受控設(shè)備不能在一個(gè)周期內(nèi)作出響應(yīng)，則它就使 WAIT 信號(hào)變高，而主控設(shè)備暫停。只要 WAIT 信號(hào)有效，其后的時(shí)鐘周期就會(huì)知道主控設(shè)備處于空閑狀態(tài)，當(dāng)受控設(shè)備能響應(yīng)時(shí)它使 WAIT 信號(hào)變低，而主控設(shè)備運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)同步協(xié)定的定時(shí)信號(hào)接步總線的速度和異步總線的適應(yīng)性?？卦O(shè)備的回答。這樣，半同步總線就具有同12.2PC 總線PC總線又稱為在板局部總線。即只是單板機(jī)上的I/O擴(kuò)展總線，不支持多主CPU的并行處理，不存在多CPU共享資源，不存在也不需要總線仲裁。PC機(jī)采用開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，即在底

13、板上設(shè)置一些標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展插槽(Slot)，要擴(kuò)充PC機(jī)的功能，只要設(shè)計(jì)符合插槽標(biāo)準(zhǔn)的適配器板，然后將板插槽即可。一、ISA 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線ISA 是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(Industrial Standard Architecture)的縮寫(xiě)，是一種在原始 IBM PC引入的 8 位總線結(jié)構(gòu)，1984 年在 IBM PC/AT 中將其擴(kuò)展到 16 位。ISA 是現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，是目前市場(chǎng)上大多數(shù) PC 系統(tǒng)采用的主要體系結(jié)構(gòu)。18 位 ISA 總線主要用在早期的 IBM PC/XT 計(jì)算機(jī)的底板上，共有 8 個(gè)插槽。常稱為 IBM PC 總線或 PC/XT 總線。它具有 62 條“金手指”引腳，引

14、腳間隔為 2.54mm。各引腳的安排如圖 8-5 所示。總線信號(hào)功能列于表 8-1。219216 位 ISA 總線1984 年 IBM 公司推出 286 機(jī)（AT 機(jī)）時(shí)，將原來(lái) 8 位的 ISA 總線擴(kuò)展為 16 位的 ISA總線，它保持原來(lái) 8 位 ISA 總線的 62 個(gè)引腳信號(hào)，以便原先的 8 位 ISA 總線適配器板可以插在 AT 機(jī)的插槽上。同時(shí)為使數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展到 16 位，地址總線擴(kuò)展到 24 位，而增加一個(gè)表 8-18 位ISA 總線引腳功能延伸的 36 引腳插槽。新增加的 36 個(gè)引腳排列如圖 8-6 所示，各引腳功能列于表 8-2。在 16 位 ISA 總線中，新增加的信號(hào)

15、說(shuō)明如下。地址線A20A23，使原來(lái)的 1M字節(jié)的尋址范圍擴(kuò)大到 16M字節(jié)。同時(shí)，又增加了A17A19這 3 條地址線，這幾條線與原來(lái)的 8 位總線的地址線是重復(fù)的。因?yàn)樵鹊刂肪€是利用鎖存器提供的，鎖存過(guò)程導(dǎo)致了傳送速度降低。在AT微機(jī)中，為了提高速度，在 36 引腳插槽上定義了不采用鎖存的地址線A17 A23。數(shù)據(jù)線D8D15。SBHE 數(shù)據(jù)總線高字節(jié)允許信號(hào)。該信號(hào)與其它地址信號(hào)一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)高字節(jié)、低字節(jié)220元件面焊接面引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19

16、A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 A31I / OCHCKD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0I / OCHRDY AEN A19A18A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0輸入I/O 校驗(yàn)數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向數(shù)據(jù)信號(hào)，雙向輸入I/O 準(zhǔn)備好輸出，地址允許地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信

17、號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向地址信號(hào)，雙向B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 B29 B30 B31GND RESETDRv+5v IRQ2（IRQ9）-5v IRQ2-12vCARDSLCTD+12v GND MEMWMEMR IOW IORDACK 3DRQ3DACK 1DRQ1DACK0CLK IRQ7

18、 IRQ6 IRQ5 IRQ4 IRQ3DACK 2T/C ALE+5v OSC GND地 復(fù)位電源中斷請(qǐng)求 2，輸入電源-5vDMA 通道 2 請(qǐng)求，輸入電源-12v見(jiàn)注 電源+12v地器寫(xiě)，輸出器讀，輸出接口寫(xiě)，雙向接口讀，雙向DMA 通道 3 響應(yīng)，輸出 DMA 通道 3 請(qǐng)求，輸入 DMA 通道 1 響應(yīng)，輸出 DMA 通道 1 請(qǐng)求，輸入 DMA 通道 0 響應(yīng)，輸出系統(tǒng)時(shí)鐘，輸出中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入DMA 通道 2 響應(yīng)，輸出計(jì)數(shù)終點(diǎn)信號(hào)，輸出地址鎖存信號(hào)，輸出電源+5v振蕩信號(hào)，輸出地或一個(gè)字(高低字節(jié))的操作。增加了IRQ10I

19、RQ15中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)。其中IRQ13指定給數(shù)值協(xié)處理器使用。另外，由于 16 位ISA總線上增加了外部中斷的數(shù)量，在底板上，是由兩塊中斷控制器( el8259)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)中斷優(yōu)先級(jí)管理的。采用兩塊DMA控制器級(jí)聯(lián)使用，其中主控級(jí)的DRQ0接從屬級(jí)的請(qǐng)求信號(hào)(HRQ)。同時(shí)，不再采用DMA實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)器刷新。故總線上的設(shè)備均可使用這 7 級(jí)DMA傳送。除原 8 位ISA總線上的DMA請(qǐng)求信號(hào)外，其余的DRQ0，DRQ5DRQ7均定義在引腳為 36 的插槽上。與此相對(duì)應(yīng)地，DMA控制器提供的響應(yīng)信號(hào)DACK 0 ， DACK5 DACK7 也定義在該插槽上。表 8-2 AT 總線新增加的 36 個(gè)引

20、腳功能定義了新的SMEMR 和SMEMW ，它們與前面 8 位 ISA 總線上的MEMR 和MEMW 不同的是后者只在器的尋址范圍小于 1MB 時(shí)才有效，而前者在整個(gè) 16MB 范圍有效。上的新增MASTER 。利用該信號(hào)，可以使總線插板上設(shè)備變?yōu)榭偩€主控器，用來(lái)控制總線。器的 16 位片選信號(hào)。如果總線上的某一器卡要傳送 16 位數(shù)據(jù)，MEMCS16 是則必須產(chǎn)生 1 個(gè)有效的(低電平) MEMCS16 信號(hào)，該信號(hào)加到系統(tǒng)板上，通知主板實(shí)現(xiàn) 16 位數(shù)據(jù)傳送。此信號(hào)由 A 17 A 23 高地址譯碼產(chǎn)生，利用三態(tài)門(mén)或集電極開(kāi)路門(mén)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。I / OCS16 為接口的 16 位片選信號(hào)，它由

21、接口地址譯碼信號(hào)產(chǎn)生，低電平有效，用來(lái)通知主板進(jìn)行 16 位接口數(shù)據(jù)傳送。該信號(hào)由三態(tài)門(mén)或集電極開(kāi)路門(mén)輸出，以便實(shí)現(xiàn)“線或”。許多制造商紛紛開(kāi)發(fā)這種基于 16 位 ISA 總線的兼容機(jī)，因而形成當(dāng)時(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系221元件面焊接面引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18SBHEA23 A22 A21 A20 A19 A18 A17SMEMR SMEMWD8D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15字節(jié)允許地址，雙向地址，雙向地址，雙向地址，雙向地址，雙向地址，雙向地址，

22、雙向器讀，雙向器寫(xiě)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向數(shù)據(jù)，雙向D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18MEMWCS 16 I / OCS 16 IRQ10 IRQ11 IRQ12 IRQ14 IRQ15DACK 0DRQ0 DACK 5 DRQ5 DACK6 DRQ6 DACK 7 DRQ7+5vMASTERGND器 16 位片選信號(hào)，輸入接口 16 位片選信號(hào)，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入中斷請(qǐng)求，輸入DMA 通道 0 響應(yīng)，輸出 DM

23、A 通道 0 請(qǐng)求，輸入 DMA 通道 5 響應(yīng)，輸出 DMA 通道 5 請(qǐng)求，輸入 DMA 通道 6 響應(yīng)，輸出 DMA 通道 6 請(qǐng)求，輸入 DMA 通道 7 響應(yīng)，輸出 DMA 通道 7 請(qǐng)求，輸入電源+5v主控，輸入地結(jié)構(gòu) ISA。16 位 ISA 總線能實(shí)現(xiàn) 15 位數(shù)據(jù)傳送，尋址能力達(dá) 16MB，工作頻率為 8MHz。數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá) 8MB/s。隨后el 公司推出 80386CPU，數(shù)據(jù)總線由 16 位增至 32 位。結(jié)構(gòu)也發(fā)生飛躍性進(jìn)步。CPU 處理能力大大提高了。通過(guò)總線與器、顯示器、I/O 設(shè)備傳送數(shù)據(jù)速度就顯得很慢了。為了解決低性能總線與高性能 CPU 之間的，IBM

24、公司率先在他們?cè)O(shè)計(jì)的一臺(tái)386 微機(jī)上，設(shè)計(jì)了一種完全不同于 ISA 總線的微通道體系結(jié)構(gòu)，即 MCA 總線體系結(jié)構(gòu)，并且其與 ISA 總線不相兼容。MCA 微通道結(jié)構(gòu)總線，也稱為 PS/2 總線，它分為 16 位和 32 位兩種。16 位的 MCA 總線與ISA 總線處理能力基本相同，只是在總線上增加了一些輔助擴(kuò)展功能而已。而 32位 MCA 則是一種全新的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)，它支持 186針插接器的適配器板，系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)寬度為 32位，可同時(shí)傳送 4字節(jié)數(shù)據(jù)。有 32位地址線， 提供 4GB 的內(nèi)存尋址能力。此外，MCA還提供一些ISA 總線所沒(méi)有的功能，如地址線均勻分布而減少電磁干擾，增加

25、了數(shù)據(jù)的可靠性；有自己的處理器，并能通過(guò)總線控制權(quán)CPU而獨(dú)立進(jìn)行自身的工作，從而減輕主 CPU的負(fù)擔(dān)；還有能自動(dòng)關(guān)閉出現(xiàn)功能錯(cuò)誤的適配器的圖 8-5 8 位ISA 總線引腳排列圖 8-6 16 位ISA 總線引腳排列能力等。因此這種總線能充分利用 386，486CPU 的強(qiáng)大處理能力，使 PC 機(jī)的整體性能得到222很大提高。二、PCI 總線1992 年初， el 聯(lián)合PCI 是“Peripheral Component、paq、DEC、Apple 等大公司創(chuàng)立了 PCI 局部總線標(biāo)準(zhǔn)。erconnect”的縮寫(xiě)，即元件互聯(lián)。PCI 總線支持 33MHz的時(shí)鐘頻率，數(shù)據(jù)寬度為 32 位，可擴(kuò)

26、展到 64 位，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) 132MB/s264MB/s。 PCI 總線通常稱為夾層總線（Mezzanine Bus），因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)上多加了一層。PCI 旁路了標(biāo)準(zhǔn) I/O 總線，使用系統(tǒng)總線來(lái)提高總線時(shí)鐘速率，獲取 CPU 的數(shù)據(jù)通道的全部?jī)?yōu)勢(shì)。PCI 規(guī)范確定了 3 種板的配置，每一種都是為一個(gè)特定的系統(tǒng)類型設(shè)計(jì)的，配有專門(mén)的電源需求。5v 規(guī)格適用于固定式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，3.3v 規(guī)格適用于便攜式機(jī)器，通用規(guī)格適用于能在兩種系統(tǒng)中工作的主板和板卡。表 8-3 給出了 5v 規(guī)格 PCI 引腳安排。作為另一個(gè)重要特性，事實(shí)上 PCI 已經(jīng)成為el 即插即用（PnP）規(guī)范的典范。這意

27、味著 PCI卡上無(wú)跳線和開(kāi)關(guān)，而代之以通過(guò)進(jìn)行配置。三、通用串行接口USB1USB 是外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)給PC的外部帶來(lái)計(jì)算機(jī)外設(shè)的即插即用。USB消除了將卡安裝在的計(jì)算機(jī)插槽并重新配置系統(tǒng)的需要，同時(shí)也節(jié)省了寶貴的系統(tǒng)資源，如中斷IRQ。裝備了USB的個(gè)人計(jì)算機(jī)，一旦實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)外設(shè)物理連接就能自動(dòng)地進(jìn)行配置，不必重啟動(dòng)或運(yùn)行設(shè)置程序。USB還允許多達(dá) 127 個(gè)設(shè)備同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。2USB 接口有兩種不同的連接器（A系列和 B 系列）A 系列連接器是為那些要求電纜保留連接的設(shè)備而設(shè)計(jì)的，比如集線器、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)器。大多數(shù)主板上的 USB 端口通常是 A 系列連接器。B 系列連接器是為那些需要可分離電纜的設(shè)備設(shè)計(jì)的，如、掃描儀、Modem、和揚(yáng)聲器等。物理的 USB插頭是小型的，與典型的串口或并口電纜不同，插頭不通過(guò)螺絲和螺母連接3USB 的特點(diǎn)USB所有相連的設(shè)備都由USB總線供電。223USB規(guī)范的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是自我識(shí)別外設(shè)，這個(gè)特性大大簡(jiǎn)化了安裝。USB設(shè)備可以進(jìn)行熱插拔，這就是說(shuō)每次連接或斷開(kāi)一個(gè)外設(shè)時(shí)，不必關(guān)機(jī)或重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。USB這樣的接口帶來(lái)的最