1、第第3 3章章 微型計算機總線系統微型計算機總線系統本章主要內容：本章主要內容：微型計算機總線概述微型計算機總線概述微型計算機常見的系統總線微型計算機常見的系統總線微型計算機常見的外部總線微型計算機常見的外部總線1 1 概述概述一、什么是總線？一、什么是總線？：是一組能為多個功能部件服務的公共信息傳送線路，：是一組能為多個功能部件服務的公共信息傳送線路，是計算機各部件之間的傳送數據、地址和控制信息的公共是計算機各部件之間的傳送數據、地址和控制信息的公共通 路 ， 它 能 分 時 地 發 送 與 接 收 各 部 件 的 信 息 。通 路 ， 它 能 分 時 地 發 送 與 接 收 各 部 件 的

2、 信 息 。 二、總線的組成二、總線的組成傳輸計算機內部所有的數據信息傳輸計算機內部所有的數據信息傳輸計算機內部所有的地址信息傳輸計算機內部所有的地址信息傳輸計算機內部所有的控制或狀態信號傳輸計算機內部所有的控制或狀態信號提供接口卡與外接設備所需的電源提供接口卡與外接設備所需的電源三、總線的分類三、總線的分類四、總線的標準化與總線的性能指標四、總線的標準化與總線的性能指標(1)(1)總線寬度：即總線位寬總線寬度：即總線位寬 ，能同時傳送數據的二進制位數，能同時傳送數據的二進制位數 ，單位為位單位為位(bit) (bit) 。(2)(2)總線頻率總線頻率 : :一秒鐘能夠傳送數據的次數，通常用一

3、秒鐘能夠傳送數據的次數，通常用MHzMHz表示表示 。(3)(3)總線帶寬總線帶寬: :每秒鐘總線上可傳送的數據總量，通常以每秒鐘總線上可傳送的數據總量，通常以MB/sMB/s為為單位。單位。 不同的總線下列特性不同：不同的總線下列特性不同： (1)(1)物理特性：即總線的物理連接方式；物理特性：即總線的物理連接方式；(2)(2)功能特性：功能特性描述總線中每一根線的功能功能特性：功能特性描述總線中每一根線的功能 ；(3)(3)電氣特性：定義每一根線上信號的傳遞方向及有效電平范圍電氣特性：定義每一根線上信號的傳遞方向及有效電平范圍 ；(4)(4)規程特性：定義各條物理線路的工作規程和時序關系。

4、規程特性：定義各條物理線路的工作規程和時序關系。 五、五、總總線線數數據據傳傳輸輸的的過過程程一、微型計算機總線的發展：一、微型計算機總線的發展： 19811981年年PC/XTPC/XT使用的使用的XTXT總線或總線或PCPC總線（總線（8 8位）位） 19841984年年PC/ATPC/AT使用的使用的ATAT總線即總線即ISAISA總線（總線（1616位）位） 19881988年年386386使用的使用的EISAEISA總線（總線（3232位）位） 19891989年年486486使用的使用的VESAVESA總線（總線（3232位局部總線）位局部總線） 19931993年年Pentium

5、Pentium使用的使用的PCIPCI總線（總線（3232位）位） 19971997年后年后PIIPII使用的使用的AGPAGP總線（總線（3232位）位） 19991999年年Pentium III/4Pentium III/4使用的使用的PCI-XPCI-X總線總線( (擴展的擴展的PCIPCI總線）總線） 20022002年年Pentium 4 Pentium 4 使用的使用的PCI ExpressPCI Express總線總線* *（串行）（串行） 19951995年年USBUSB總線（外部串行總線）總線（外部串行總線） 19951995年年13941394總線（火線，外部高速串行總線

6、）總線（火線，外部高速串行總線）2 2 常用系統總線常用系統總線二、二、PC/XTPC/XT總線：總線：1. PC/XT1. PC/XT總線簡介總線簡介 PC/XTPC/XT總線專指總線專指IBM IBM 公司公司19811981年推出的基于準年推出的基于準1616位機位機PC/XTPC/XT機使用的總線，也稱為機使用的總線，也稱為8 8位位ISAISA總線，它是微型計算總線，它是微型計算機系列總線發展的起點機系列總線發展的起點 。2.PC/XT2.PC/XT總線的特點：總線的特點：(1) (1) PX/XTPX/XT總線支持總線支持1KB1KB的的I/OI/O地址空間、地址空間、2020位存

7、儲器地址空間、位存儲器地址空間、8 8位數據存取。位數據存取。(2) (2) 每個雙列擴展槽有每個雙列擴展槽有6262個引腳，代表不同信號。每個擴展個引腳，代表不同信號。每個擴展槽對應管腳意義相同的連在一起，再連到總線的相應信號槽對應管腳意義相同的連在一起，再連到總線的相應信號線上，故接口卡可插于任意擴展槽中。線上，故接口卡可插于任意擴展槽中。 (3)(3)除滿足特殊需要的除滿足特殊需要的12V12V電源外，其他信號均與電源外，其他信號均與TTLTTL電平兼容。電平兼容。3.PC/XT3.PC/XT總線的信號線總線的信號線 地址線：地址線：2020根根 數據線：數據線：8 8根根 控制線：控制

8、線：2121根根 狀態線：狀態線：2 2根根3.PC/XT3.PC/XT總線的信號線總線的信號線控制線控制線AENAEN：地址允許信號：地址允許信號 ALEALE：地址鎖存允許信號：地址鎖存允許信號 IOR/IOWIOR/IOW：I/OI/O讀寫控制讀寫控制MEMR/MEMWMEMR/MEMW：存儲器讀寫控制：存儲器讀寫控制T/CT/C：DMADMA終止計數信號終止計數信號 DRQ3DRQ3DRQ1DRQ1：DMADMA請求信號請求信號 IRQ7IRQ7IRQ2IRQ2：中斷請求信號：中斷請求信號 DACKDACK3 3DACKDACK0 0：DMADMA響應信號響應信號RESETRESET：

9、系統復位信號。：系統復位信號。3.PC/XT3.PC/XT總線的總線的信號線信號線狀態線狀態線IOCHRDYIOCHRDYI/OI/O通道準備好通道準備好IOCHCKIOCHCKI/OI/O通道檢查信通道檢查信號號三、三、ISAISA總線：總線：1. ISA1. ISA總線簡介總線簡介 ISAISA（Industry Standard ArchitectureIndustry Standard Architecture）總線是于）總線是于19841984年由年由IntelIntel、IEEEIEEE和和EISAEISA集團聯合開發出的工業標準體集團聯合開發出的工業標準體系結構總線。系結構總線。

10、2. ISA2. ISA總線的特點：總線的特點：(1) (1) 總線支持力強，支持總線支持力強，支持64KB64KB的的I/OI/O地址空間、地址空間、2424位存儲器地址位存儲器地址空間、空間、8/168/16位數據存取、位數據存取、1515級硬件中斷、級硬件中斷、7 7個個DMADMA通道等。通道等。(2) 16(2) 16位位ISAISA總線是一種多主控（總線是一種多主控（Multi MasterMulti Master）總線，可通）總線，可通過系統總線擴充槽中過系統總線擴充槽中的的MASTERMASTER的的信號線實現。信號線實現。 (3) (3) 支持支持8 8種類型的總線周期，分別

11、為種類型的總線周期，分別為8/168/16位的存儲器讀周期、位的存儲器讀周期、8/168/16位的存儲器寫周期、位的存儲器寫周期、8/168/16位的位的I/OI/O讀讀/ /寫周期、寫周期、8/168/16位位的的I/OI/O讀讀/ /寫寫周期、中斷請求和中斷響應周期、周期、中斷請求和中斷響應周期、DMADMA周期、存周期、存儲器刷新周期和總線仲裁周期。儲器刷新周期和總線仲裁周期。3. ISA3. ISA總線的信號線簡介總線的信號線簡介A1B1B31A1A31D1A31C1D18C18外內10.16138.52.54138.5單位：mm8位插槽16位插槽擴展部分1616位位/8/8位總線，用

12、于位總線，用于286286P4P4數據寬度數據寬度=16=16位，總線頻率位，總線頻率=8MHz=8MHz，數據傳輸率，數據傳輸率=16MB/S=16MB/S3. ISA3. ISA總線的信號線簡介總線的信號線簡介四、四、PCI (Peripheral Component Interconnect)PCI (Peripheral Component Interconnect) 總線簡介：總線簡介：3232位總線，用于位總線，用于Pentium Pentium 以后以后, ,是一種通用局部總線，是一種通用局部總線，不受不受CPUCPU限制數據寬度限制數據寬度=32=32位，總線頻率位，總線頻率=

13、33MHz=33MHz，數據傳輸率數據傳輸率=132MB/S=132MB/S升級可達升級可達264MB/S264MB/S（6464位數據寬度）位數據寬度）外內A1B1B49B52 B62A49 A52A6277.481.191.27單位：mmPCIPCI總線簡介：總線簡介：一、一、RS-232RS-232總線簡介：總線簡介： RS-232RS-232總線是由美國電子工業聯合會與總線是由美國電子工業聯合會與BellBell公司一起公司一起開發的協議，它已被廣泛應用于微機與微機之間、微機與開發的協議，它已被廣泛應用于微機與微機之間、微機與外部設備之間的數據通信。外部設備之間的數據通信。 RS-23

14、2RS-232的全名是的全名是“數據終端設備（數據終端設備（DTEDTE）和數據通訊）和數據通訊設備（設備（DCEDCE）之間串行二進制數據交換接口技術標準）之間串行二進制數據交換接口技術標準”。工業控制的工業控制的RS-232RS-232口一般只使用口一般只使用RXDRXD、TXDTXD、GNDGND三條線。三條線。RS-232RS-232總線的詳細內容請參閱第總線的詳細內容請參閱第1212章。章。 3 3 常用外設總線常用外設總線二、二、IEEE1394IEEE1394總線：總線：1.1. IEEE1394IEEE1394簡介：簡介： IEEE1394IEEE1394是是AppleAppl

15、e公司公司19931993年首先提出，用來取代年首先提出，用來取代SCSISCSI的高速串行總線的高速串行總線“Fire WireFire Wire”的，的，IEEEIEEE協會于協會于19951995年年1212月正式接納成為一個工業標準，全稱是月正式接納成為一個工業標準，全稱是IEEE1394IEEE1394高高性能串行總線標準（性能串行總線標準（IEEE1394 High Performance IEEE1394 High Performance Serial BUS StandartSerial BUS Standart）。）。2.IEEE13942.IEEE1394的主要特點：的主要特點：(1)(1) 優越的實時性；優越的實時性；(2)(2) 連接方便，支持熱插拔、即插即用功能；連接方便，支持熱插拔、即插即用功能；(3)(3) 總線直接提供電源；總線直接提供電源；(4)(4) 通用性強。通用性強。3. IEEE13943. IEEE1394總線的接口信號：總線的接口信號：三、三、USBUSB通用串行總線：通用串行總線：1. USB1. USB總線簡介：總線簡介： USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus）是一種新型的外設）是一種新型的外設接口標準，采用通用連接器和自動配置及熱插拔技術和