总线和主板概要

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第3章
总线和主板
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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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
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• 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。
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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。
• 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。
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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
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1．PC/XT、ISA（PC/AT）总线
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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。 （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。
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。
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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。
（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
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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。 • 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。
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（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
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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。
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Biblioteka BaiduT1
T2
T3
TW
T4
CL K
AD DRE SS
地址输出
RD
D ATA
数据输入
图3-2 半同步方式数据传输时序图
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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：
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• 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。
• 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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总线和主板
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 总线分类和性能指标
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3.1.1 什么是总线
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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第3章
3· 1 3· 2 3· 3 3· 4 3· 5
总线和主板
总线基本概念 总线原理 微机系统总线标准 总线新技术 认识主板
3· 6
3· 7 3· 8
主板结构
主板控制芯片组 主板发展趋势
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总线和主板
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
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CPU cache Bridge /Memory controller Audio Video
DRAM
PCI Local Bus
BUS Bridge LAN SCSI
Graphics
I S A 、I D E M i c r o C h a n n e l
Base I/O
图3-1 现代微机总线机构示意图
• （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。
• 总线带宽的计算公式如下： • Q=f×W／N
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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。