微机总线及IO接口标准

表7-3 PCI-E×1模式的引脚定义
2017年3月20日
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微机原理与接口技术
第7章 微机总线及I/O接口标准
7.3 外部总线（接口）标准
7.3.1 传统的串行/并行接口标准

1. 串行接口标准
（1）RS-232C机械规范和电气规范
机械规范规定：RS-232C接口通向外部的连接器（插针和插 座）是一种标准的“D”型保护壳的25针插头。
大了它的适应范围。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.2 PCI局部总线
– 2．PCI总线信号的定义
必需信号线：主控设备49条，目标设备47条。 可选信号线：51条（主要用于64位扩展、中断请求、高速 缓存支持等）。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
第7章 微机总线及I/O接口标准
总线结构是微型计算机的重要特征之一。有了 总线标准以后，微型计算机的组装、维护和扩 展才得以方便地进行，它使微型计算机系统能 够支持模块化设计，具有开放性、通用性和灵 活性等特点。 本章介绍总线、总线标准及接口标准的基本概 念和微型计算机系统中常有的系统总线标准及 接口等内容。
1 14 13 25
标准25针“D”型插头
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第7章 微机总线及I/O接口标准
RS-232C总线的电气规范
带3～7kΩ 负载时驱动器的输出电平 不带负载时驱动器的输出电平 驱动器断开时的输出阻抗 输出短路电流 驱动器转换速率 接收器输入阻抗 接收器输入电压的允许范围 输入开路时接收器的输出 输入经300Ω 接地时接收器的输出 +3V输入接收器的输出 -3V输入接收器的输出 最大负载电容 逻辑1：-3～ -15V -25～+25V >300Ω <0.5A <30V/μ s 在3～7kΩ 之间 -25～+25V 逻辑1 逻辑1 逻辑0 逻辑1 2500pF 逻辑0：3～15V


RESET：系统复位信号，输出线，高电平有效。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.1 ISA总线
I/O CHCK ：I/O通道检测，输出线，低电平有效。

I/O CHRDY：通道就绪，输入线，高电平表示“就绪”。 该信号线可供低速I/O设备或存储器请求延长总线周期之用。 OWS ：零等待状态信号，输入线。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 6．总线的优点及发展趋势
使用标准总线具有以下优点 : 简化了软、硬件的设计 简化了系统结构 便于系统的扩充 便于系统的更新
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第7章 微机总线及I/O接口标准
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.3 PCI-E局部总线
– 1．PCI-E总线的主要特点
使用了串行差分技术 可扩展带宽模式
内建时钟与8b/10b
编码
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准
– 2. 接口标准
接口标准是外设接口的规范，包括接口信号线定义、信号 传输速率、传输方向、拓扑结构，以及电气特性和机械特性等。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.2 接口和接口标准
– 3．接口标准分类
传统的串行/并行接口标准。 通用外设接口标准。

7.2.3 PCI-E局部总线
– 2．PCI-E的信号线定义
针 1 2 3 4 5 号 B面 名 +12V +12V RSVD GND SMCLK 称 说 +12V电压 +12V电压 保留针脚 地 系统管理总线时 钟 明 名 称 A面 说 明
PRSNT1# +12V +12V GND JTAG2
热插拔存在检测 +12V电压 +12V电压 地 测试时钟、JTAG接口输 出时钟
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.1 ISA总线
IRQ3～IRQ7和IRQ10～IRQ15：用于作为来自外部设备的中 断请求输入线，分别连到主片8259A和从片8259A中断控制 器的输入端。 DRQ0～DRQ3和DRQ5～DRQ7：来自外部设备的DMA请求输入 线，高电平有效，分别连到主片8237A和从片8237A DMA 控制器输入端。 DACK 0 ～DACK3 和DACK5 ～ DACK7 ：DMA应答信号，低电平有效。 T/C：DMA终止/计数结束，输出线。 MASTER ：输入信号，低电平有效。

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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 5．总线的性能参数
总线时钟频率 总线宽度 总线传输速率 同步方式 多路复用 负载能力 信号线数控制线及电源线的总和。 总线控制方式 其他性能

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一般为并行传输。
定义的信号线多，且齐全，包括分离的数据、地址和控
制信号线及电源线。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.3 总线标准与接口标准的特点
– 2．接口标准的特点
专用性，一般是一个接口只接一类或一种设备。 一般设在机箱外，以接口插头（座）形式提供使用。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.1 ISA总线
SMEMR和SMEMW：存储器读/写命令，低电平有效，用于对
A0～A19这20位地址寻址的1MB内存的读/写操作。 MEMR 和MEMW ：低电平有效，存储器读/写命令，用于对 24位地址线全部存储空间的读/写操作。 MEMC16和I/O CS16 ：它们是存储器16位片选信号和I/O 16位片 选信号，分别指明当前数据传送是16位存储器周期和I/O周 期。 SBHE：总线高字节允许信号，该信号有效时，表示数据 总线上传送的是高位字节数据。
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 6．总线的优点及发展趋势
总线的主要发展趋势如下: 传输速率不断提高。 降低功耗。 功能结构不断调整更新。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.2 接口和接口标准
– 1．接口
外部设备与CPU交换数据的中间环节或称为“界面”，这个 中间环节就称为接口电路或接口。
– 1．地址线
SA0～SA19和LA17～LA23。SA0～SA19是可锁存的地址信号， LA17～LA23为非锁存地址信号，由于没有锁存延时，因而给外 设插板提供了一条快捷途径。SA0～SA19加上LA17～LA23可实现 16MB空间寻址（其中SA17～SA19和LA17～LA19是重复的）。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.3.1传统的串行/并行接口标准
1. 串行接口标准
(2)功能规范
传输线接收器 TTL输入 1489 RS-232C出
UART 接口 TTL输出
传输线驱动器
RS-232C 接口 RS-232C入
1488
图7-3 采用MC1488和MC1489电平转换芯片时，RS-232C与UART的连接

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第7章 微机总线及I/O接口标准
主要内容:
7.1 概述 7.2 系统总线标准 7.3 外部总线（接口）标准

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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 1．总线
总线是一组信号线的集合，是一种在各模块间传送信息的公 共通路。
有并行和串行两种传输。
定义的信号线少，且不齐全，一般是控制信号线、数据
信号线、地址信号线共用。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.1 ISA总线
ISA（Industry Standard Architecture）总线又称AT总线， 它具有16位数据宽度，最高工作频率为8MHz，数据传输速率达 到16MB/s，地址线24条，可寻访16MB地址单元。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.1 ISA总线
– 2．数据线
SD0～SD7为低8位数据线，SD8～SD15为高8位数据线。
– 3. 控制线
AEN：地址允许信号，输出线，高电平有效。 BALE：允许地址锁存，输出线，这一信号由总线控制器
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8288提供，作为CPU地址的有效标志。 IOR ：I/O读命令，输出线，低电平有效，用来把选中的 I/O设备的数据读到数据总线上。 IOW ：I/O写命令，输出线，低电平有效，用来把数据总 线上的数据写入被选中的I/O端口。
– 2. 总线标准
总线标准，是指通过总线进行连接和传输信息时应遵守的一 些协议与规范。
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 3．总线的分类
从总线的性质和应用来看，可分为3大类。


系统总线。它是微型计算机系统内部各部件（插板）之间 进行连接和传输信息的一组信号线。 局部总线。局部总线是介于CPU总线和系统总线之间的一 级总线。它有两侧，一侧直接面向CPU总线，另一侧面向 系统总线，分别由桥接电路连接。 通信总线。通信总线是系统之间或微型计算机系统与设备 之间进行通信的一组信号线。
数据终端准备好（DTR） 信号质量验测 振铃指示（RI） 数据信号速率选择 发送信号单元定时（DTE为源） 未定义
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.1概述

7.1.1 总线和总线标准
– 4．总线的组成
数据总线。用于传输数据，采用双向三态逻辑。 地址总线。用于传送地址信息，采用单向三态逻辑。 控制总线。用于传送控制和状态信号，根据不同的使用条 件，控制总线有的为单向，有的为双向，有的为三态，有 的为非三态。 电源线和地线。决定总线使用的电源种类及地线分布和用 法。
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RS-232C的引脚功能分配
插 脚 号 *1 *2 *3 *4 *5 插脚功能 保护地（PG） 发送数据（TXD） 接收数据（RXD） 请求发送（RTS） 允许发送（CTS） 插 脚 号 14 *15 16 *17 *18 插脚功能 （辅信道）发送数据（TXD） 发送信号单元定时 （辅信道）接收数据（RXD） 接收信号单元定时 未定义
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第7章 微机总线及I/O接口标准
7.2系统总线标准

7.2.2 PCI局部总线
– 1．PCI总线的主要特点
传输速率高。 多总线共存。
独立于CPU。
自动识别与配置外设，用户使用方便。 适应5V和3.3V电源环境，可进行两种环境的转换，扩
*6
*7 *8 9 10 7 12 13
数据通信设备（DCE）准备好（DSR ）
信号地（SG） 数据载波检测（DCD） （保留供数据通信设备测试） （保留供数据通信设备测试） 未定义 （辅信道）数据载体检测（DCD） （辅信道）清除发送（CTS）
19
*20 *21 *22 *23 *24 25
（辅信道）请求发送（RTS）
外存储设备接口标准。
图形显示器接口标准。 测试仪器接口标准。
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7.1概述

7.1.3 总线标准与接口标准的特点
– 1．总线标准的特点
公用性，同时挂接多种不同类型的功能模块。 在机箱内以总线扩展插槽形式提供使用。