項(xiàng)目3：知識(shí)點(diǎn)1總線

總線標(biāo)準(zhǔn)一、基本概念計(jì)算機(jī)各部件采用一組公共的信號(hào)線相互連接，這組公共的信號(hào)線稱為“總線（BUS）”，總線是計(jì)算機(jī)各部件的通信線。總線標(biāo)準(zhǔn)常用的總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA總線、EISA總線、VESA總線、PCI總線。目前微機(jī)上采用的大多是PCI總線。

二、分類系統(tǒng)總線：插槽上提供的連接各板/卡的總線，稱為系統(tǒng)總線。底板上同一類型的插槽，其對(duì)應(yīng)位置的引腳是相互連接的，如圖：返回本章首頁(yè)2）、局部總線在一塊模板/卡上，多個(gè)芯片也可通過總線連接，這種連接模板上多個(gè)芯片的總線，稱為局部總線，或稱片總線、元件級(jí)總線。局部總線的例子：PCI。（3）、片內(nèi)總線芯片內(nèi)部各部件（單元）的連接總線。（4）、通訊總線微機(jī)之間、微機(jī)與儀器、設(shè)備之間的連接總線，稱為通訊總線或外部總線。通訊總線的例子：RS-232C、RS-485、IEEE-488、VXI、FieldBus。返回本章首頁(yè)三、總線的組成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。總線也包括電源線和地線?？刂瓶偩€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或主控(busmaster)，被控部件稱為從控(slave)根據(jù)不同的使用意義，有的為雙向,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。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（寫），也可由從控至主控（讀）。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。四、總線的性能及選用1、總線寬度：指數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。8/16/32/64位。2、工作頻率及數(shù)據(jù)傳輸率：ISA（16位）的工作頻率為16MHz，數(shù)據(jù)傳輸率為8MB/S。PCI（32位）的工作頻率為33MHz，數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/S。3、同步/異步：總線上數(shù)據(jù)與總線時(shí)鐘同步工作的，稱為同步總線；與時(shí)鐘異步工作的，稱為異步總線。4、負(fù)載能力：可連接的板/卡數(shù)量。5、中斷方式、仲裁方式等。五：總線擴(kuò)展槽4.2系統(tǒng)總線圖PC和PC/XT總線的微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)4.2PC/ATISA總線的微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖80486PCAT/ISA總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)返回本節(jié)4.3PC/XT、PC/ATISA、EISA1．PC/XT總線

XT總線與8088CPU兼容，具有8根數(shù)據(jù)總線、20根地址總線、主要應(yīng)用在X86體系結(jié)構(gòu)的微機(jī)系統(tǒng)中。2．ISA總線支持8位ISA卡和16位ISA卡8位ISA總線接口8位ISA總線也稱為PC總線或AT總線共有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、地線地址線A19~A0存儲(chǔ)器地址A19~A0，最大存儲(chǔ)器1M。I/O地址A15~A0，最大64K，在PC及XT機(jī)上實(shí)際使用A9~A0，I/O范圍為0000~03FFH。數(shù)據(jù)線D7~D0控制線21條AEN：AddressEnable，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：ALE：AddressLatchEnable，地址鎖存允許在ALE的下降沿鎖存來自CPU的地址信號(hào)讀/寫信號(hào)IRQ7~IRQ2：中斷請(qǐng)求信號(hào)總線上的設(shè)備通過IRQ7~IRQ2向主板上的中斷控制器8259發(fā)出中斷請(qǐng)求，IRQ7~IRQ2對(duì)應(yīng)8259的引腳IR7~IR2。8259的8個(gè)請(qǐng)求輸入端IR7~IR0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)DRQ3~DRQ1：DMA請(qǐng)求信號(hào)

:DMA響應(yīng)信號(hào)DMA控制器8237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)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。ResetDrv：系統(tǒng)總清信號(hào)

: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。3．ISA總線是IBM公司為286/AT電腦制定的總線工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也稱為AT標(biāo)準(zhǔn)。8位ISA擴(kuò)展I/O插槽由62個(gè)引腳組成，用于8位的插卡；8/16位的擴(kuò)展插槽除了具有一個(gè)8位62線的連接器外，還有一個(gè)附加的36線連接器，這種擴(kuò)展I/O插槽既可支持8位的插卡，也可支持16位插卡。

返回本節(jié)ISA總線的主要性能指標(biāo)如下：

I/O地址空間0100H-03FFH24位地址線可直接尋址的內(nèi)存容量為16MB8/16位數(shù)據(jù)線

62+36引腳最大位寬16位(bit)最高時(shí)鐘頻率8MHz最大穩(wěn)態(tài)傳輸率16MB/s中斷功能DMA通道功能開放式總線結(jié)構(gòu)，允許多個(gè)CPU共享系統(tǒng)資源A1-A31及B1-B31的62線插槽即為8位插卡插槽，它與PC/XT8位總線完全兼容。C1-C18和D1-D18為AT總線增加的36線插槽，它和62線插槽一起供16位插卡使用。8.4 PCI 總線PCI總線

1991年下半年，Intel公司首先提出了PCI的概念，并聯(lián)合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCI集團(tuán)，其英文全稱為：PeripheralComponentInterconnectSpecialInterestGroup(外圍部件互連專業(yè)組)，簡(jiǎn)稱PCISIG。PCI是一種先進(jìn)的局部總線，已成為局部總線的新標(biāo)準(zhǔn)。二、PCI局部總線的主要性能和特點(diǎn)1.PCI總線的主要性能

·支持10臺(tái)外設(shè)

·總線時(shí)鐘頻率33.3MHz/66MHz

·最大數(shù)據(jù)傳輸速率133MB/s

·時(shí)鐘同步方式

·與CPU及時(shí)鐘頻率無關(guān)

·總線寬度32位（5V）/64位（3.3V）

·能自動(dòng)識(shí)別外設(shè)

·特別適合與Intel的CPU協(xié)同工作2.其它特點(diǎn)

·具有與處理器和存儲(chǔ)器子系統(tǒng)完全并行操作的能力

·具有隱含的中央仲裁系統(tǒng)

·采用多路復(fù)用方式（地址線和數(shù)據(jù)線）減少了引腳數(shù)

·支持64位尋址

·完全的多總線主控能力

·提供地址和數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)

·可以轉(zhuǎn)換5V和3.3V的信號(hào)環(huán)境4