计算机接口技术大作业

计算机接口技术大作业

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设计内容：总结计算机接口技术发展，CPU可以选择8086或者单片机，应用所学芯片（不限于）8255、8251、8253、8237、8259、0809、0832、8279及总线接口相关知识，设计一套系统或一个小装置。要求至少用到以上三款芯片或接口技术，提倡在proteus 中仿真，然后到实验室验证。

计算机接口技术发展

微机系统中，接口处于微机总线与设备之间，进行CPU与设备之间的信息交换。设置接口的目的有两条：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。

接口技术的基本内容包括设备接口设计和应用程序设计，实现把设备连接到用户总线（ISA）和完成对设备在应用层的访问。

接口技术的新内容包括总线接口设计和设备驱动程序设计，实现把用户总线（ISA）连接到PCI总线和完成对设备在windows操作系统核心层的访问。设备驱动程序的程序结构，编程语言，开发工具和程序设计，调试，安装方法与应用程序完全不同，是现代微机接口技术的新内容。

接口技术的发展是随着微机体系结构（CPU，总线，存储器）和被连接的对象，以及操作系统应用环境的发展而发展的。当接口的两端及应用环境发生了变化，作为中间桥梁的接口也必须发生变化。这种变化与发展，过去是如此，今后仍然如此。

早期的计算机系统，接口与设备之间无明显的边界，接口与设备控制器做在一起。到8位微机，在接口与设备之间有了边界，并且出现了许多接口标准。

早期计算机系统中并没有设置独立的接口电路，对外设的控制和管理完全由CPU直接操作。由于微机技术的发展，其应用越来越广泛，外设品种和门类大大增加，且性能各异，操作复杂，因此，不设接口就不行了。为了解决矛盾，开始在CPU与外设之间设置了简单的接口电路，后来逐步发展成为独立功能的接口和设备控制器，把对外设的控制任务交给接口去完成，这样大大减轻了主机的负担，简化了CPU对外设的控制和管理。同时，有了接口之后，研制CPU时就无须考虑外设的结构特性如何，反之，研制外设时也无须考虑它是哪种CPU连接。微处理器与外设按各自的规律更新，形成微机本身和外设产品的标准化和系列化，促进了微机系统的发展。

随着微机的发展，微机接口经历了固定式简单接口，可编程复杂接口和功能强大的智能接口几个发展阶段。目前流行一种紧凑的I/O子系统结构，就是把I/O接口与I/O设备控制器及I/O设备融合在一起，而不单独设置接口电路，正如高速I/O设备中那样。

目前微机系统所配置的接口电路的物理结构也发生了根本的变化。以往在微机系统板上能见到的一个个单独的外围接口芯片，现在都集成在一块超大规模的外围芯片中，也就是原

来的这些外围接口芯片在物理结构上已面目全非。

近年来，研究和推出了不少新型外设，先进的总线技术，新的接口标准及芯片组，正是为了解决微机系统I/O的瓶颈问题。相信今后还会出现功能更加强大，技术更先进，使用更方便的外设和接口标准。

以下是几种接口标准：

一、IDE/EIDE接口

IDE的原文是Integrated Device Electronics,即集成设备电子部件。它是由Compaq开发并由Western Digital公司生产的控制器接口。IDE采用了40线的单组电缆连接。由于把控制器集成到驱动器之中,适配卡已变得十分简单,现在的微机系统中已不再使用适配卡，而把适配电路集成到系统主板上,并留有专门的IDE连接器插口。IDE由于具有多种优点,且成本低廉,在个人微机系统中得到了广泛的应用。

增强型IDE (Enhanced IDE)是Western Digital为取代IDE而开发的接口标准。在采用EIDE接口的微机系统中,EIDE接口已直接集成在主板上,因此不必再购买单独的适配卡。与IDE相比,EIDE具有支持大容量硬盘、可连接四台EIDE设备、有更高数据传输速率（13.3MB/s以上）等几方面的特点。为了支持大容量硬盘，EIDE支持三种硬盘工作模式：NORMAL、LBA和LARGE模式。

二、Ultra DMA33和Ultra DMA66接口

在ATA－2标准推出之后，SFFC又推出了ATA－3标准。ATA－3标准的主要特点是提高了ATA－2的安全性和可靠性。ATA－3本身并没有定义更高的传输模式。此外，ATA 标准本身只支持硬盘，为此SFFC将推出ATA－4标准，该标准将集成ATA－3和ATAPI 并且支持更高的传输模式。在ATA－4标准没有正式推出之前，作为一个过渡性的标准,Quantum和Intel推出了Ultra ATA(Ultra DMA)标准。

Ultra ATA的第一个标准是Ultra DMA33(简称UDMA33)，也有人把它称为ATA－3。符合该标准的主板和硬盘早在1997年便已经投放市场，目前几乎所有的主板及硬盘都支持该标准。

Ultra ATA的第二个标准是Ultra DMA66（或者Ultra ATA－66）是由Quantum和Intel 在1998年2月份提出的最新标准。Ultra DMA66进一步提高了数据传输率，突发数据传输率理论上可达66.6MB/s。并且采用了新型的CRC循环冗余校验，进一步提高了数据传输的可靠性，改用80针的排线(保留了与现有的电脑兼容的40针排线，增加了40条地线)，以保证在高速数据传输中降低相邻信号线间的干扰。

目前，有Intel 810、VIA Apollo Pro等芯片组提供了对Ultra DMA66硬盘的支持。部分主板也提供了支持Ultra DMA66硬盘的接口。而新出的大部分硬盘都支持Ultra DMA－66接口。

三、SCSI接口

SCSI的原文是Small Computer System Interface,即小型计算机系统接口。SCSI也是系统级接口(外观如图2),可与各种采用SCSI接口标准的外部设备相连,如硬盘驱动器、扫描仪、光驱、打印机和磁带驱动器等。采用SCSI标准的这些外设本身必须配有相应的外设控制器。SCSI接口早期只在小型机上使用,近年来也在PC机中广泛采用。最新的Ultra3 SCSI 的Ultra160/m接口标准，进一步把数据传输率提高到160MB/s。昆腾也在1998年11月推出了第一个支持Ultra160/m接口标准的硬盘Atlas10K和Atlas四代。SCSI对PC来说应是一种很好的配置,它不仅是一个接口,更是一条总线。相信随着技术的进一步发展，SCSI 也会像EIDE一样广泛应用在微机系统和外设中。

四、USB接口

USB(Universal Serial Bus)接口(外观如图3)的提出是基于采用通用连接技术，实现外