总线和主板

（2）ISA总线（图3-3） IBM公司在PC总线基础上增加36个引脚，形成了AT总 线。即从1982年以后，逐步确立的IBM公司工业标准体 系结构，简称为ISA（Industry Standard Architecture） 总线，有时也称为PC/AT总线。
图3-3 ISA总线插槽
2．MCA、EISA总线
❖ 按总线传送信息的类别，可把总线分为地址 总线、数据总线和控制总线。
❖ 按照总线传送信息的方向，可把总线分为单 向总线和双向总线。
❖ 按总线的层次结构可分为CPU总线、存储总 线、系统总线和外部总线。
cache
DRAM
CPU
Bridge /Memory controller
Audio
Video
LAN
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3.2.4 总线驱动和其他控制
总线驱动除考虑信号线外，电源的驱动能力 有时也是考虑的重要方面，特别是现在的一 些外设总线，设备的电源完全从总线获得， 更应该考虑这个问题。
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3.3 微机系统总线标准
3.3.1 系统总线标准 3.3.2 常见系统总线标准 3.3.3 其他总线
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（2）标准总线可以得到多个厂商的广泛支持，便于生产 与之兼容的硬件板卡和软件。 （3）模块结构方式便于系统的扩充和升级。 （4）便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。
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3.1.3 总线分类和性能指标
1．总线有多种分类方法 2．性能指标
1．总线有多种分类方法
❖ 按相对于CPU与其他芯片的位置可分为片内 总线和片外总线。
❖ 总线带宽的计算公式如下：
❖ Q=f×W／N
表3-1 常见总线的带宽和传输率
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3.2 总线原理
3.2.1 总线的控制 3.2.2 数据传送 3.2.3 总线仲裁 3.2.4 总线驱动和其他控制
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3.2.1 总线的控制
总线的控制贯穿在从总线主部件申请使用总线 到数据传送完毕的整个过程，要经过几个步骤： 总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据、检错 和出错处理。总线控制线路主要包括总线仲裁 逻辑、驱动器和中断逻辑等。
❖ （2）PCI总线（图3-4）
图3-4 PCI总线插槽
PCI局部总线的特点。
❖ 线性突发传输。 ❖ 存取延误极小。 ❖ 总线主控及同步操作。 ❖ 独立于CPU的结构。 ❖ 低成本、高效益。 ❖ 兼容性。 ❖ 预留发展空间。
本章学习目标
❖ 总线的基本概念、总线的分类、总线控制原 理
❖ 主板的基本组成和结构、作用和功能 ❖ 微机主板和总线标准的发展历程、主流技术
和最新发展动态
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3.1 总线基本概念
3.1.1 什么是总线
3.1.2 面向总线的体系结 构
3.1.3 标
总线分类和性能指
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3.1.1 什么是总线
3.3.1 系统总线标准
1．标准的重要性 2．系统总线标准的内容
❖ 系统总线通常为50~100根信号线，这些信号线可分为 五个主要类型：
❖ 数据线：决定数据宽度。 ❖ 地址线：决定直接选址范围。 ❖ 控制线：包括控制、时序和中断线，决定总线功能和适
应性的好坏。 ❖ 电源线和地线：决定电源的种类及地线的分布和用法。 ❖ 备用线：留给厂家或用户自己定义。
❖ （1）MCA总线 ❖ 1987年IBM公司为保护自身的利益，在宣布PC/2机器时，推
出相对封闭的微通道结构，简称为MCA总线，试图由该公司 加以专利控制。
❖ （2）EISA总线 ❖ 为了打破IBM的垄断，1988年9月，Compaq，AST，Epson，
HP，Olivetti，NEC等9家公司联合起来，推出了一种兼容性 更优越的总线，即EISA总线。
3．VESA、PCI总线
❖ （1）VESA总线
❖ 1 9 9 2 年 VESA（Video Electronics Standards Association 视 频 电 子 标 准 协 会 ） 联 合 6 0 余 家 公司，对PC总线进行了第五次创新，推出了 VESA Local Bus（简称VL总线）局部总线标 准VESA V1．0。
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3.3.2 常见系统总线标准
1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线 2．MCA、EISA总线 3．VESA、PCI总线 4．AGP总线
1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线
❖ （1）PC／XT总线
❖ PC/XT总线是一种开放式结构的计算机总线， 该底板总线有62个引脚，支持8位双向数据传 输和20位寻址空间，有8个接地和电源引脚、 25个控制信号引脚、1个保留引脚。总线底板 上有5个系统插槽，用于I/O设备与PC机连接。 该总线的特点是把CPU视为总线的惟一主控 设备，其余外围设备均为从属设备。
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3.2.2 数据传送
1．总线数据传输方式 2．总线传输方向 3．定时信号的实现方式 有三种：同步方式、异步方 式和半同步方式。
CLK ADT2
T3
TW
T4
地址输出 数据输入
图3-2 半同步方式数据传输时序图
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3.2.3 总线仲裁
根据总线控制部件的位置，控制方式可以分 成集中方式与分散方式两类。总线控制逻辑 集中在一处的，称为集中式总线控制。总线 控制逻辑分散在总线各部件中的，称为分散 式总线控制。
PCI Local Bus
SCSI
BUS Bridge
Graphics
ISA、 IDE Micro Channel
Base I/O
图3-1 现代微机总线机构示意图
2．性能指标
❖ 常用的量化指标如下： ❖ 总线带宽： ❖ 总线宽度： ❖ 工作频率：
❖ 总线带宽、总线宽度、总线工作频率三者 之间的关系就像高速公路上的车流量、车 道数和车速的关系。车流量取决于车道数 和车速，车道数越多、车速越快则车流量 越大：同样，总线带宽取决于总线宽度和 工作频率，总线宽度越宽、工作频率越高 则总线带宽越大。
总线能为多个部件服务，总线的基本工作方 式通常是由发送信息的部件分时地将信息发 往总线，再由总线将这些信息同时发往各个 接收信息的部件。究竟由哪个部件接收信息， 要由CPU给出的设备地址经译码产生的控制信 号来决定。
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3.1.2 面向总线的体系结构
（1）使各部件之间的关系转化为面向总线的单一关系： 设计和使用某一部件，无须考虑该部件和其他相应部件 间的复杂关系，只要满足它和总线之间的关系即可。