微机计算机系统总线45页PPT
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微计算机总线(共53张PPT)
INTA#
INTB#
INTC#
INTD#
接口控制
中断
TD1
TD0
TCK
TMS
TRST#
JTAG
第39页，共53页。
9. PCI总线原理
• PCI配置空间：PCI设备内有一个256B的 配置存储器，为系统提供本设备的信息 及申请系统存储空间所必需的参数。
PCI主要设备信息： a) 制造商标识（Vendor ID）：PCI组织分
微计算机总线
第1页，共53页。
1. 总线出现的背景：
• 计算机部件要具有通用性，适应不同系 统与不同用户的需求，设计必须模块化。
• 计算机部件产品(模块)供应出现多元化。 • 模块之间的联接关系要标准化，使模块
具有通用性。 • 模块设计必须基于一种大多数厂商认可
的模块联接关系，即一种总线标准。
第2页，共53页。
总线接插件以及按装尺寸均有统一规定。 功能规范：总线每条信号线（引脚的名
称）、功能以及工作过程要有统一规定。 电气规范：总线每条信号线的有效电平、
动态转换时间、负载能力等。
第4页，共53页。
3. 总线的发展情况
• S-100总线：产生于1975年，第一个标准化总线，为 微计算机技术发展起到了推动作用。
间隔可以不同，但必须是时钟周期的整 数倍，信号的出现,采样与结束仍以公共 时钟为基准。ISA总线采用此定时方法。
第18页，共53页。
6.总线操作
• 数据传输类型：分单周方式和突发 (burst)方式。
单周期方式：一个总线周期只传送一个 数据。
第19页，共53页。
单周期数据传送方式
地址线
数据线
地址
T/C
INTB#
INTC#
INTD#
接口控制
中断
TD1
TD0
TCK
TMS
TRST#
JTAG
第39页，共53页。
9. PCI总线原理
• PCI配置空间：PCI设备内有一个256B的 配置存储器，为系统提供本设备的信息 及申请系统存储空间所必需的参数。
PCI主要设备信息： a) 制造商标识（Vendor ID）：PCI组织分
微计算机总线
第1页，共53页。
1. 总线出现的背景：
• 计算机部件要具有通用性，适应不同系 统与不同用户的需求，设计必须模块化。
• 计算机部件产品(模块)供应出现多元化。 • 模块之间的联接关系要标准化，使模块
具有通用性。 • 模块设计必须基于一种大多数厂商认可
的模块联接关系，即一种总线标准。
第2页，共53页。
总线接插件以及按装尺寸均有统一规定。 功能规范：总线每条信号线（引脚的名
称）、功能以及工作过程要有统一规定。 电气规范：总线每条信号线的有效电平、
动态转换时间、负载能力等。
第4页，共53页。
3. 总线的发展情况
• S-100总线：产生于1975年，第一个标准化总线，为 微计算机技术发展起到了推动作用。
间隔可以不同，但必须是时钟周期的整 数倍，信号的出现,采样与结束仍以公共 时钟为基准。ISA总线采用此定时方法。
第18页，共53页。
6.总线操作
• 数据传输类型：分单周方式和突发 (burst)方式。
单周期方式：一个总线周期只传送一个 数据。
第19页，共53页。
单周期数据传送方式
地址线
数据线
地址
T/C
总线基本知识(共34张PPT)
第3页，共34页。
Home
1
1.微型计算机总线概述
总线:是一组信号线的集合.它是器件之间通信和控制 的的渠道.
——以分时的方法来为多个部件服务的 ——总线仲裁电路来避免总线冲突
——总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度
—总线频率是总线时钟频率
—总线的宽度是指能够一次并行传送的信息位数
第4页，共34页。
RS-485采用半双工工作方式，因此，发送电路须由使能信号 加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉信号 线
第22页，共34页。
Next Home
5
2.ＵＳＢ总线
USB(UniversalSerialBus)是外围设备与计算机进行连接的 接口总线．
——即插即用，热拔插，接口体积小，节省资源，传输可 靠，提供电源，良好的兼容性，共享式通信和低成本 ——达到了480Ｍb/s的传输速度. ——半双工串行总线.
7.1 总线基本知识
第1页，共34页。
内容简介 重点/难点 习题解答
Home
内容简介
总线是微型计算机系统的重要组成部分，是系
统中传递各类信息的通道，也是微型计算机系统中 各模块间的物理接口，它负责CPU和其它部件之间 信息的传递。通过本章学习，熟悉总线的一般概念 和微机系统总线的组成，理解PCI总线、RS-232-C 总线和USB总线的性能特点、连接方法及应用场合， 学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。
初始化，在主控制器与USB设备之间建立通信信道。
•设备驱动程序(USBDeviceDriver) ——驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商
提供。
•USB芯片驱动程序(USBDriver)
微机总线PPT课件
低速（Low-speed）1.5Mb/s，全速（Full-speed）12Mb/s 半双 工 ➢ 2008年11月 USB3.0 5Gbps全双工，高于eSATA标准3Gbps的数 据传输率 新的电源管理机制，支持待机、休眠和暂停等状态
USB总线 基本特性
① 接口信号线
✓ USB总线只有4根线，D+、D-为信号线，VBUS和 GND是电源线
✓ ISA是一种低速的16位系统总线，也可以用作8位总线，工作频率只有 8MHz。
✓ L空A间17~LA23 高位地址线：新增加的地址线，可以最多访问16M的地址
✓ SD15~SD8 ✓ IRQ14~IRQ15,IRQ10~IRQ12 ✓ DRQ5~DRQ7 DRQ0 ✓ DACK5~DACK7 DACK0 ✓ MASTER
单总线和多总线
✓ 单总线结构
➢ 所有部件都连接到同一种总线(系统总线) ,例如PC总线、ISA总线 ➢ 结构简单 ,便于扩充 ➢ 相同的传输速度难以适应不同设备的要求
✓ 双总线结构
➢ 引入局部总线 ，连接高速数据传输的外设 ➢ VESA
✓ 多总线结构
➢ 三种以上总线的结构 ➢ 或者是多层PCI总线，或者是不同的总线 ➢ 现代的微型计算机都是多总线结构
不同层次的总线
✓ 片内总线
➢ 芯片内部的各个部件连接的总线
✓ 片总线
➢ 各个芯片之间进行连接的总线
✓ 系统总线（一般意义的总线 ）
➢ 微机系统内部，连接各个功能模块的总线
✓ 外部总线
➢ 又称通信总线，是连接微型计算机系统和其他的计算 机系统或者电子设备的总线
➢ 分为串行总线和并行总线
不同层次的总线
✓ 总线宽度
➢ 系统总线的数据线的数目 ➢ 总线宽度越宽，同时传输的数据就越多，吞吐量就越大
USB总线 基本特性
① 接口信号线
✓ USB总线只有4根线，D+、D-为信号线，VBUS和 GND是电源线
✓ ISA是一种低速的16位系统总线，也可以用作8位总线，工作频率只有 8MHz。
✓ L空A间17~LA23 高位地址线：新增加的地址线，可以最多访问16M的地址
✓ SD15~SD8 ✓ IRQ14~IRQ15,IRQ10~IRQ12 ✓ DRQ5~DRQ7 DRQ0 ✓ DACK5~DACK7 DACK0 ✓ MASTER
单总线和多总线
✓ 单总线结构
➢ 所有部件都连接到同一种总线(系统总线) ,例如PC总线、ISA总线 ➢ 结构简单 ,便于扩充 ➢ 相同的传输速度难以适应不同设备的要求
✓ 双总线结构
➢ 引入局部总线 ，连接高速数据传输的外设 ➢ VESA
✓ 多总线结构
➢ 三种以上总线的结构 ➢ 或者是多层PCI总线，或者是不同的总线 ➢ 现代的微型计算机都是多总线结构
不同层次的总线
✓ 片内总线
➢ 芯片内部的各个部件连接的总线
✓ 片总线
➢ 各个芯片之间进行连接的总线
✓ 系统总线（一般意义的总线 ）
➢ 微机系统内部，连接各个功能模块的总线
✓ 外部总线
➢ 又称通信总线，是连接微型计算机系统和其他的计算 机系统或者电子设备的总线
➢ 分为串行总线和并行总线
不同层次的总线
✓ 总线宽度
➢ 系统总线的数据线的数目 ➢ 总线宽度越宽，同时传输的数据就越多，吞吐量就越大
第3章微型计算机总线系统-PPT课件
总线仲裁
多个主控模块同时申请总线使用权时，系统根据某种 算法做出裁定，把总线的控制权赋予某个主控模块。
寻址(目的寻址)
主控模块取得总线控制权后，由该模块进行寻址， 通知被访问的模块进行信息传输。
信息传输
主控模块与访问模块之间进行数据传输。
错误检测
§2 常用系统总线
一、微型计算机总线的发展： •1981年 PC/XT使用的XT总线或PC总线（8位）
(3)除满足特殊需要的12V电源外，其他信号均与TTL电平兼容。
§2 常用系统总线
3.PC/XT总线的信号线
GND RESET +5V IRQ2 -5V DRQ2 +12V CARD SLCTD -12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 IRQ3 DACK2 T/C ALE +5V OSC GND
地址线：20根
数据线：8根 控制线：21根 状态线：2根
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
B
A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
数据总线 总线的 组成
传输计算机内部所有的数据信息
地址总线
传输计算机内部所有的地址信息
控制总线
传输计算机内部所有的控制或状态信号
§1 概述
三、总线的分类
按照总线在微机结构中所处的位置,可分为：
系统总线PPT课件
17
第17页/共57页
PCI总线
• 由Intel公司1991年推出的一种局部总线。 • 从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线 ，具体由
一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传 送。 • PCI总线也支持总线主控技术，允许智能设备在需要时取得总线控制权，以 加速数据传送。
ISA、EISA …
多媒体 高速局域网 高性能图形
图文传真
8 MHz的16位数据通路
Modem …
33
第33页/共57页
3. PCI 总线结构
3.4
系统总线
CPU
存储器
PCI 桥
标准总线 33 MHz的32位数据通路 控制器
PCI 总线
SCSIⅡ 控制器
8 MHz的16位数据通路
多媒体 高速局域网 ISA、EISA
3.1 总线的基本概念
一、为什么要用总线 二、什么是总线
总线是连接各个部件的信息传输线， 是 各个部件共享的传输介质
三、总线上信息的传送
串行
并行
1
第1页/共57页
四、总线结构的计算机举例
3.1
1. 面向 CPU 的双总线结构框图
优点：便于增删设备 缺点：CPU工作效率低
中央处理器 CPU
I/O总线
28
第28页/共57页
2. 三总线结构
3.4
任一时刻只能使用一种总线
CPU
主存总线
主存
I/O接口
DMA总线
高速外设
I/O总线
I/O接口 … I/O接口 设备1 … 设备n
29
第29页/共57页
3. 三总线结构的又一形式
第17页/共57页
PCI总线
• 由Intel公司1991年推出的一种局部总线。 • 从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线 ，具体由
一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传 送。 • PCI总线也支持总线主控技术，允许智能设备在需要时取得总线控制权，以 加速数据传送。
ISA、EISA …
多媒体 高速局域网 高性能图形
图文传真
8 MHz的16位数据通路
Modem …
33
第33页/共57页
3. PCI 总线结构
3.4
系统总线
CPU
存储器
PCI 桥
标准总线 33 MHz的32位数据通路 控制器
PCI 总线
SCSIⅡ 控制器
8 MHz的16位数据通路
多媒体 高速局域网 ISA、EISA
3.1 总线的基本概念
一、为什么要用总线 二、什么是总线
总线是连接各个部件的信息传输线， 是 各个部件共享的传输介质
三、总线上信息的传送
串行
并行
1
第1页/共57页
四、总线结构的计算机举例
3.1
1. 面向 CPU 的双总线结构框图
优点：便于增删设备 缺点：CPU工作效率低
中央处理器 CPU
I/O总线
28
第28页/共57页
2. 三总线结构
3.4
任一时刻只能使用一种总线
CPU
主存总线
主存
I/O接口
DMA总线
高速外设
I/O总线
I/O接口 … I/O接口 设备1 … 设备n
29
第29页/共57页
3. 三总线结构的又一形式
微型计算机系统总线优秀课件
D18
5.1.4 单总线和多总线
• 系统各部件与总线的连接方式
单总线结构 双总线结构 多总线结构
单总线结构
M
M
CPU
I/O
I/O
I/O
缺点：高速的存储器与低速的I/O接口竞争总线，影 响了存储器的读写速度
双总线结构
• 面向CPU的双总线结构
M CPU
I/O
I/O
I/O
缺点：存储器与I/O设备的数据传输必须通过CPU
5.1.3 微型计算机系统总线的发展
• 在微机发展和应用中出现了许多种内、外总 线标准
• 第一个标准化的微机总线S-100总线 • 面向工业控制领域的STD总线 • 32 位 PC 机 上 的 ISA 系 统 总 线 、 EISA 总 线 、
VESA总线、PCI总线、USB总线等
图示
总线标准与规范内容
• 机械结构规范：规定模板尺寸、插头、连 接器的形状、尺寸等规格位置；
• 功能结构规范：规定每个引脚名称、功能、 时序及适用协议；
• 电气结构规范：规定信号的逻辑电平、最 大额定负载能力及电源电压等。
ISA总线的标准规范
A1 外
B1 2.54
A31 C1
B31 D1 138.5 10.16
C18 内
• 异步方式
• 传输过程无需统一时钟的同步，用“请求”和“应答”信号 协调
• 传输速度慢
• 半同步方式
• 总体上仍是同步方式(使用基准时钟)，传输操作与时钟同步 • 设置“等待”状态线，在无法按时完成操作时，用此状态线
强制对方延长一个或多个时钟周期
结束
• 无作业 • 练习：P154——例5-3、5-4、5-10
第5章：5.1 总线概述
5.1.4 单总线和多总线
• 系统各部件与总线的连接方式
单总线结构 双总线结构 多总线结构
单总线结构
M
M
CPU
I/O
I/O
I/O
缺点：高速的存储器与低速的I/O接口竞争总线，影 响了存储器的读写速度
双总线结构
• 面向CPU的双总线结构
M CPU
I/O
I/O
I/O
缺点：存储器与I/O设备的数据传输必须通过CPU
5.1.3 微型计算机系统总线的发展
• 在微机发展和应用中出现了许多种内、外总 线标准
• 第一个标准化的微机总线S-100总线 • 面向工业控制领域的STD总线 • 32 位 PC 机 上 的 ISA 系 统 总 线 、 EISA 总 线 、
VESA总线、PCI总线、USB总线等
图示
总线标准与规范内容
• 机械结构规范：规定模板尺寸、插头、连 接器的形状、尺寸等规格位置；
• 功能结构规范：规定每个引脚名称、功能、 时序及适用协议；
• 电气结构规范：规定信号的逻辑电平、最 大额定负载能力及电源电压等。
ISA总线的标准规范
A1 外
B1 2.54
A31 C1
B31 D1 138.5 10.16
C18 内
• 异步方式
• 传输过程无需统一时钟的同步，用“请求”和“应答”信号 协调
• 传输速度慢
• 半同步方式
• 总体上仍是同步方式(使用基准时钟)，传输操作与时钟同步 • 设置“等待”状态线，在无法按时完成操作时，用此状态线
强制对方延长一个或多个时钟周期
结束
• 无作业 • 练习：P154——例5-3、5-4、5-10
第5章：5.1 总线概述
第5章微型计算机系统总线
2020/3/27
3．VESA总线
5.2
VESA（video electronics standard association）总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简 称为VL(VESA local bus)总线。用于CPU与主存和Cache 的 直接相连。
32位数据线，且可 通过扩展槽扩 展到64 位，使用 33MHz时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与 CPU同步工作。
2. 系统总线 3. 外总线
4. 局部总线
2020/3/27
插件板内部的总线
5.1
微机系统的系统总线标准 工业标准结构ISA总线 扩展工业标准结构EISA总线 微通道结构MCA总线 VESA总线 外部设备互联PCI总线
2020/3/27
5.1
二、总线的连接方式 1. 单总线结构
5.1
2020/3/27
硬件、软件设计的模块化
2020/3/27
一、总线标准与分类 总线标准（技术规范）： 1. 机械结构规范 定义物理连接的方式
5.1
模块几何尺寸、总线插头、总线接插件以及 安装尺寸，总线根数和引脚如何排列等。
2020/3/27
2. 功能结构规范
5.1
定义总线每条信号线（名称、方向、作用…）、功能以及 工作过程，以及相互作用的协议。
ISA总线插槽
5.2
2020/3/27
ISA信号说明：
5.2
RESET、BCLK：复位及总线基本时钟，BLCK=8MHz。
SA19-SA0：存储器及I/O空间20位地址，带锁存。 LA23-LA17：使得寻址达16M，不带锁存。
其中LA19-LA17与SA19-SA17复用。 BALE：总线地址锁存，外部锁存器的选通。