1、會計學1新編新編1632位微型計算機原理及應用位微型計算機原理及應用(李繼李繼燦主編燦主編)第第6章章1總線的類型總線的類型按總線連接的對象和所處系統的層次分按總線連接的對象和所處系統的層次分l 芯片級總線芯片級總線l 系統總線系統總線l 局部總線局部總線l 外部總線外部總線 第1頁/共30頁按允許信息傳送的方向來分：按允許信息傳送的方向來分：l 單向傳輸總線單向傳輸總線l 雙向傳輸雙向傳輸 總線總線按用法分：按用法分：l 專用總線專用總線l 非專用總線非專用總線 第2頁/共30頁2 . 總線的性能總線的性能 u總線寬度總線寬度 是指一次可以同時傳輸的數據位數。是指一次可以同時傳輸的數據位數。

2、u總線頻率總線頻率 是指總線工作時每秒內能傳輸數據的次數是指總線工作時每秒內能傳輸數據的次數。u傳輸率傳輸率 是指每秒內能傳輸的字節數，用是指每秒內能傳輸的字節數，用MB/s來來 表示。表示。第3頁/共30頁3 . 總線信息的傳送方式總線信息的傳送方式 u. 串行傳送串行傳送u. 并行傳送并行傳送u. 分時傳送分時傳送第4頁/共30頁62典型總線標準典型總線標準u ATu PCIu USBu IDEu SCSIu AGP對連接總線的接插件的幾何尺寸、引腳排序、電路對連接總線的接插件的幾何尺寸、引腳排序、電路信號名稱及其電氣特性等都作了詳細規定，成為實信號名稱及其電氣特性等都作了詳細規定，成為實

3、際的工業標準，然后獲得行業或國際標準組織的批際的工業標準，然后獲得行業或國際標準組織的批準，即成為大家接受的某種總線標準準，即成為大家接受的某種總線標準第5頁/共30頁1. ISA(AT)總線總線 總線插槽是主板和總線插槽是主板和 I/O 接口之間的連接器接口之間的連接器, 為了為了連接眾連接眾 多類型的接口電路多類型的接口電路, 主板一般都配有幾種主板一般都配有幾種類型的總線。類型的總線。 ISA總線是總線是16位總線位總線, 始于始于286機型。機型。 之后在之后在386 奔騰奔騰 機上都有機上都有ISA總線。數據最高傳輸速度總線。數據最高傳輸速度 8MB/S。 ISA總線由總線由62芯芯

4、+36芯兩個插槽組成芯兩個插槽組成, 總線信號總線信號如下如下:第6頁/共30頁GNDRESET DRVB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16B17B18B19B20B21B22B23B24B25B26B27B28B29B30B31A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18A20A19A22A21A23A24A25A26A27A28A29A30A31D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16D17D18C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C1

5、5C16C17C18+5VIRQ9-5VDRQ2-12V0WS+12VGNDSMEMWAT總線插槽引腳分配總線插槽引腳分配SMEMRIOWIORDACK3DRQ3DRQ1DACK1REFRESHCLKIRQ7IRQ5IRQ6IRQ4IRQ3DACK2T/CBALE+5VOSCI/O CH CKGNDSD7SD6SD5SD4SD3SD2SD1SD0I/O CH RDYAENSA19SA18SA17SA16SA15SA14SA13SA12SA11SA10SA9SA8SA7SA6SA5SA4SA3SA2SA1SA0MEM CS16I/O CS16IRQ10IRQ11IRQ12IRQ15IRQ14DA

6、CK0DRQ0DACK5DACK6DACK7MASTERMEMRMEMWDRQ5DRQ6DRQ7+5VGNDSBHELA23LA22LA21LA20LA19LA18LA17SD8SD9SD10SD11SD12SD13SD14SD15第7頁/共30頁(1)數據線數據線:SD15 SD8 , SD7 SD0(2) 地址線地址線:SA19 SA0(3) 控制線控制線: AEN: 地址允許信號。地址允許信號。 AEN=0, 表明表明CPU控制系統控制系統 3總線。總線。 AEN=1, 表明表明DMAC控制系統控制系統3總線。總線。 應用應用: 用用AEN=0參與端口地址譯碼。參與端口地址譯碼。 IOR

7、: I/O 讀命令。讀命令。 IOR=0, 把選中的端口寄存器內容把選中的端口寄存器內容 數據線。數據線。 應用應用: 用用IOR=0讀取讀取 I/O 端口。端口。第8頁/共30頁 IOW: I/O 寫命令。寫命令。 IOW=0, 把數據線上信息把數據線上信息 選中的端口寄存器。選中的端口寄存器。 應用應用: 用用IOW=0對端口進行寫操作。對端口進行寫操作。 中斷請求線。中斷請求線。 IRQ3 7, IRQ9 12, IRQ14 15 DMA請求請求 / 應答。應答。 DRQ0 DRQ3 / DACK0 DACK3, DRQ5 DRQ7 / DACK5 DACK7第9頁/共30頁使用ISA總

8、線接口的以太網卡第10頁/共30頁2.其他重要的總線其他重要的總線(1)PCI總線總線(peripheral component interconnect) PCI是由是由Intel公司公司1991年推出的一種局部總線。年推出的一種局部總線。從結構上看，從結構上看，PCI是在是在CPU和原來的系統總線之和原來的系統總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現對這一層的管理，并實現上下之間的接口以協調數這一層的管理，并實現上下之間的接口以協調數據的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持據的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持10種外設，并能在高時鐘頻

9、率下保持高性能，它種外設，并能在高時鐘頻率下保持高性能，它為顯卡，聲卡，網卡，為顯卡，聲卡，網卡，MODEM等設備提供了連等設備提供了連接接口，它的工作頻率為接接口，它的工作頻率為33MHz/66MHz。32位數位數據寬度運行，最大傳輸速度據寬度運行，最大傳輸速度 133MB/S；64位數據位數據寬度運行，最大傳輸速度寬度運行，最大傳輸速度 528MB/S第11頁/共30頁主板上的主板上的 PCI插插槽槽第12頁/共30頁PCI總線的主要特點如下：總線的主要特點如下：（1）傳輸率）傳輸率（2）高效率）高效率（3）即插即用功能）即插即用功能（4）獨立于）獨立于CPU（5）負載能力強、易于擴展）負

10、載能力強、易于擴展（6）兼容各類總線）兼容各類總線第13頁/共30頁 PCI總線設備總線設備FRAMETRDYIRDYSTOPDEVSELREQPERRSERRGNTIDSELRSTCLKPARAD31AD0C/BE3C/BE0AD0AD63AD32C/BE7C/BE4AD0PAR64REQ64ACK64LOCKINTAINTBINTDINTCSBOSDONETDITDOTCKTMSTRST必要信號必要信號任選信號任選信號地址數據地址數據接口控制接口控制錯誤報告錯誤報告總線仲裁總線仲裁系統系統64位擴展位擴展接口控制接口控制中斷中斷JTAG高速緩存高速緩存支持支持PCIPCI總線信號總線信號第

11、14頁/共30頁(2)AGP（Accelerate Graphics Port) 圖形加速接口圖形加速接口 AGP接口是一種顯示卡專用的局部總線。嚴格的接口是一種顯示卡專用的局部總線。嚴格的說，說，AGP不能稱為總線，它與不能稱為總線，它與PCI總線不同，因總線不同，因為它是點對點連接，即連接控制芯片和為它是點對點連接，即連接控制芯片和AGP顯示顯示卡，但在習慣上我們依然稱其為卡，但在習慣上我們依然稱其為AGP總線。總線。 最初傳輸速度最初傳輸速度 266MB/S（AGP1X）,最高傳輸速最高傳輸速度度 2.1GB/S(AGP8X)第15頁/共30頁主板上的AGP插槽第16頁/共30頁(3)U

12、SB總線總線(通用串行總線通用串行總線) USB1.1 傳輸速度最高傳輸速度最高 12MB/SUSB2.0 傳輸速度最高傳輸速度最高 480MB/SUSB用一個用一個4針插頭作為標準插頭，采用菊花鏈形式可針插頭作為標準插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設連接起來，最多可以連接以把所有的外設連接起來，最多可以連接127個外部設個外部設備，并且不會損失帶寬。備，并且不會損失帶寬。USB需要主機硬件、操作系統需要主機硬件、操作系統和外設三個方面的支持才能工作。目前的主板一般都采和外設三個方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持用支持USB功能的控制芯片組，功能的控制芯片組，USB支持熱插拔，連接

13、支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機靈活，獨立供電等優點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、攝像頭、閃存盤等，幾乎所有的外部設備。、掃描儀、攝像頭、閃存盤等，幾乎所有的外部設備。第17頁/共30頁USB接口接口第18頁/共30頁USB的特點的特點u 速度快速度快u 連接簡單快捷，可進行熱插拔連接簡單快捷，可進行熱插拔u 無須外接電源無須外接電源u 擴充能力強擴充能力強u 具有高保真音頻具有高保真音頻u 良好的兼容性良好的兼容性 第19頁/共30頁(4) 并行并行I/O接口接口(硬盤接口硬盤接口) IDE (Integrated Drive Electronics

14、) ATAIDE即即“電子集成驅動器電子集成驅動器”，它的本意是指把，它的本意是指把“硬硬盤控制器盤控制器”與與“盤體盤體”集成在一起的硬盤驅動器。集成在一起的硬盤驅動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為硬盤生產廠商不，硬盤制造起來變得更容易，因為硬盤生產廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容。對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。器兼容。對用戶而言，硬盤安裝起來

15、也更為方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展，這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展，性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強的特點，為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位的特點，為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。 第20頁/共30頁主板主板IDE接口接口 硬盤硬盤IDE接口接口第21頁/共30頁SCSI (Small Computer System Interface) SCSI是同是同IDE（ATA）完全不同的接口，）完全不同的接口，IDE接口是普通接口是普通PC的標準接口，而的標準接口，而SCSI并不是并不是專門為硬盤設計的接

16、口，是一種廣泛應用于小專門為硬盤設計的接口，是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低，占用率低，以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如如IDE硬盤般普及，因此硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應用于硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。中、高端服務器和高檔工作站中。傳輸速度傳輸速度 40MB/S 320MB/S支持硬盤轉速支持硬盤轉速 達達 15000RPM第22頁/共30頁硬盤硬盤SCSI接口接口第23頁/共30頁u 結構

17、發展過程結構發展過程 u 目前的流行結構（南北橋結構）目前的流行結構（南北橋結構）6.3 32位微型計算機總線結構位微型計算機總線結構第24頁/共30頁 ISA卡卡 ISA卡卡ISA總線總線 CPU（Pentium） L2 Cache一般為一般為512KB DRAM與與L2 控制器控制器局部總線到局部總線到PCI橋橋（北橋）（北橋） 主存主存DRAM 8-256MB PCI卡卡 PCI卡卡PCI到到ISA橋電路（南橋橋電路（南橋)PCI總線總線 USB接口接口 IDE接口接口CPU總線總線第25頁/共30頁北橋芯片負責與北橋芯片負責與CPU的聯系并控制內存、的聯系并控制內存、AGP數據數據在北

18、橋內部傳輸，提供對在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統的類型和主頻、系統的前端總線頻率、內存的類型（的前端總線頻率、內存的類型（SDRAM，DDR SDRAM以及以及RDRAM等）和最大容量、等）和最大容量、AGP插槽插槽、ECC糾錯等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集糾錯等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。北橋芯片就是主板上離成了顯示核心。北橋芯片就是主板上離CPU最近的最近的芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通芯片，這主要是考慮到北橋芯片與處理器之間的通信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。信最密切，為了提高通信性能而縮短傳輸距離。875P芯片組的北橋芯片：芯片組的北橋芯片：82875P 第26頁/共30頁主板上的北橋芯片第27頁/共30頁南橋芯片負責南橋芯片負責I/O總線之間的通信，如總線之間的通信，如PCI總線總線、USB、L