第5章_微型计算机系统总线

中断 控制器
PCI IRQs
IO APIC
IDE CD-ROM
USB
软驱 打印机 COM1,2串 口
声卡
ISA槽
MIC
音箱
5.1.5 采用总线结构主要有以下优缺点：
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• 简化结构，降低成本； • 统一标准，便于制造； • 扩充灵活，方便使用
缺点：
• 部件传输的分时性； • 传输控制的复杂性；
5. 3 总线仲裁和握手技术
双总线结构
面向存储器的双总线结构
CPU
M
I/O
I/O
I/O
典型的PC系统多总线结构
DVD 显示器
视频 BIOS
AGP 显示卡
显存
CPU
前端总线 FSB
北桥
高级中断控制器总线 APIC
主存
PCI总 线
PCI槽
以太网
BIOS 键盘 鼠标
SCSI 接口
IRQs
ISA总 线
超级 IO RTC
南桥
IDE 硬盘
5.3.1 总线主设备和从设备 （1）总线主设备 指可以发起和控制总线数据传输的设备；它们可 以通过指令，发出存储器或I/O设备的地址，并通过发 送地址和读/写信号，完成存储器或外设的数据传输。 （2）总线从设备 指只能接受主设备的要求，在主设备的控制下， 接收主设备传来的数据，或把数据传送给主设备。
5.3.2 总线仲裁
总线总裁器通过BR“总线请求”信号， BG“总线响应” 信号，以及BB“总线忙”信号，来决定哪个主设备来控制
总线。
5.3.3 总线握手
解决主从设备在工作速度上不相匹配而提出的。
同步方式
收、发双方严格地按统一的基准时钟信号执行相应的动作 不适合于在同一系统中既有高速部件又有低速部件的环境
三者关系为:
总线带宽= 总线宽度×总线时钟频率/8
例：已知ISA总线的数据位（总线宽带） 是16位，它的时钟频率为8MHz(即每位 数据线上数据传输率为8Mb/s ) ， 求 ISA总线的带宽。
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
C18 内
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
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
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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
第5章_微型计算机系统总线
5.1.2 系统总线主要性能指标
总线位宽：系统总线中数据线的根数，有8， 16，32，64位之分；； 总线时钟频率：时钟频率越高，每秒钟每 条数据线上传输的信息就越多，单位 为MHz（跟总线传输率（Mb/S在数值上相 等） 总线带宽：即所有数据线每秒可以传输的 数据量，单位为MB/S。