微机原理7-总线及其接口讲述
第第 7 7 章章 第7章 总线及总线接口 教学重点 n 总线的类型 7.1 总线概述 n定义 所谓总线（Bus），是指可以由多个信息 处理单元（设备）所共享的信息通道。 n形式 n印制电路板导线，总线接口 n接口形式：插槽和插卡，插头和插座 n微机系统采用总线结构。系统中主要部件通 过系统总线相互连接、实现数据传输，并使 微机系统具有组态灵活、易于扩展等诸多优 点 n广泛应用的总线都实现了标准化，便于互连 各个部件时遵循共同的总线规范。接口的任 一方只需要根据总线标准的要求来实现和完 成接口的功能，而不必了解对方的工作方式 总线上的设备与使用特点 Ø主设备（Master Device） Ø能控制总线完成数据传送的设备，如微处理器、DMAC、 DRAM刷新电路 Ø从设备（Slave Device） Ø在主设备控制下被动完成数据传送的设备，如M，I/O等 。 Ø使用特点： 在某一时刻，只能由一个主设备控制总线，其他主 设备此时可作为从设备出现 在某一时刻，只能有一个设备向总线上发送数据， 但可以有多个设备从总线上接收数据 总线的分类 n按传输特点分类： 并行总线、串行总线（都有同步和异步两种传输方式P174） n按使用范围分类： 片内总线 芯片级总线： SPI（Serial Peripheral Interface） I2C（Inter IC） 1-Wire 总线 板级总线：PC总线、ISA、PCI、工业用STD 设备总线：负责主机和外设通信，如USB、RS232、RS485 互连总线：计算机系统之间，如CAN（Controller Area Network）， 属于现场总线（Fieldbus）范畴 n系统（全局）总线：System（Global）Bus ： 沟通所有设备 n局部总线：Local Bus ISA总线在80286时代是全局总线，但在80486之 后，只支持低速设备，成为局部总线 按信号属性分类： 数据总线、地址总线、控制总线 总线操作、总线周期和总线时序 n总线设备通过总线这个公共的信息通道完成 一些特定的操作，这些操作统称为总线操作 。 n总线操作所需的时间称为总线周期。 n总线周期中各总线信号的定时和关联构成总 线时序 总线的技术指标 n总线数据宽度 n工作时钟 n传输速率：最为关键，通过带宽（Bandwidth）来描述， 单位是B/s或bps n负载能力 n支持工作模式 SDRAM，每周期一次；DDR SDRAM，每周期两次，成组 传送模式（Burst Model）只在第一周期费时。 传送速率与总线数据宽度、工作时钟和工作模式等都有关系 ，总线宽度的计算公式为： 带宽(B/s)=总线宽度/8×单位时间平均传送次数 总线的标准化 n标准：某一组织制定、推荐业界遵照执行的 规范 n总线标准内容：机械结构、引脚功能定义、 电气规范、通信协议等 n好处：系统配置灵活，有利于组织大规模专 业化生产（P177） n重要的标准化组织（P177） IEC/国际电工协会 International Electro technical Commission CE/欧洲标准委员会 CE marking ITU/国际电信联盟 International Telecommunication Union IEEE/美国电子电机工程师协会 Institute of Electrical and Electronics Engineers ISO/国际标准化组织 International Organization for Standardization ANSI/美国标准协会 American National Standards Institute CNS/中国国家标准目录 CNLA/中国国家实验室认证体系 PC机上的总线 PCI总线 ISA总线 USB总线 n内存总线(内存插槽），早期没有，后来CPU 速度提升很快，内存（DRAM）的控制由存 储器控制器负责。目前常用，240线DDR2- SDRAM，数据带宽达到1066MB/s；已有 DDR3，数据带宽达到1800MB/s 金士顿 2G DDR2 800 （240pins） 115元 nAGP（Accelerated Graphics Port）总线 ，Intel1996推出，是扩展的PCI总线，专门 连接显卡，可明显加快三维图形和游戏软件 的显示速度。工作频率66.6MHz，传输速率 达2133MB/s。 7.4 微机系统的外部总线和接口 nPS/2接口，连接鼠标和键盘 n传统的串行接口COM、并行打印机接口LPT n硬盘设备标准接口ATA（Advanced Technology Attachment /IDE:Intergrated Drive Electronics)接口 nSCSI（Small Computer Small Interface）总线，占 用资源少，智能化程度高，价格高，用于服务器、 工作站等场合。 n通用串行总线USB(Universal Serial Bus）接口 nIEEE 1394串行总线接口，两个IEEE 1394设备可以 点对点连接，无须计算机参与，多用于家电行业 nIEEE 488总线，并行总线接口，用于连接数字化仪 表。 IEEE 1394 IEEE 488 第7章教学要求 理解各种总线的概念，区别各种 总线类型 习题7（第 189 页） 7.3 7.6 7.11
