总线和主板
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 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
返回本节
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
返回本章首页
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。
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。
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。
返回本节
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。
返回本节
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
返回本章首页
（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
❖ （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。
（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。
返回本节
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。
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。
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。
返回本节
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。
返回本节
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 ADDRESS
RD DATA
T1
T2
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
返回本节
Biblioteka Baidu
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。
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
返回本章首页
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
返回本章首页
3.1.1 什么是总线
❖ 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
返回本节
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。
❖ （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。
❖ Q=f×W／N
表3-1 常见总线的带宽和传输率
返回本节
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
返回本章首页
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。
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。
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。
返回本节
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。
返回本节
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
返回本章首页
（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
❖ （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。
（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。
返回本节
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。
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。
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。
返回本节
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。
返回本节
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 ADDRESS
RD DATA
T1
T2
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
返回本节
Biblioteka Baidu
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。
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
返回本章首页
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
返回本章首页
3.1.1 什么是总线
❖ 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
返回本节
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。
❖ （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。