微機原理講義(第15章_總線技術(shù))

1、第第15章章 總線技術(shù)總線技術(shù)湖南中醫(yī)藥大學(xué)湖南中醫(yī)藥大學(xué) 王志輝王志輝本章教學(xué)重點PCI的特點和層次化結(jié)構(gòu)總線的分類和性能指標(biāo)基本概念基本概念 總線（總線（BUS），是指在計算機系統(tǒng)中的各部），是指在計算機系統(tǒng)中的各部件之間、設(shè)備與設(shè)備之間傳遞信息的一組公件之間、設(shè)備與設(shè)備之間傳遞信息的一組公用的信號線。微型計算機系統(tǒng)中的各種操作，用的信號線。微型計算機系統(tǒng)中的各種操作，如如CPU與存儲器之間是數(shù)據(jù)傳遞、與存儲器之間是數(shù)據(jù)傳遞、CPU內(nèi)部內(nèi)部的寄存器操作、的寄存器操作、CPU的中斷操作等，無不通的中斷操作等，無不通過總線進行信息的交換。過總線進行信息的交換。 15.1 總線的分類和性能指標(biāo)總

2、線的分類和性能指標(biāo) 計算機系統(tǒng)中，任何總線均包括數(shù)據(jù)總線、計算機系統(tǒng)中，任何總線均包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的三總線結(jié)構(gòu)。按地址總線和控制總線的三總線結(jié)構(gòu)。按PC機機系統(tǒng)的系統(tǒng)的不同層次結(jié)構(gòu)不同層次結(jié)構(gòu)劃分，總線可分為內(nèi)部劃分，總線可分為內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部接口總線?？偩€、系統(tǒng)總線和外部接口總線。 1內(nèi)部總線內(nèi)部總線 片內(nèi)總線是片內(nèi)總線是在集成電路芯片內(nèi)部在集成電路芯片內(nèi)部，用來，用來連接各連接各功能單元的功能單元的信息通路。例如信息通路。例如CPU芯片中的內(nèi)部總芯片中的內(nèi)部總線，它是線，它是ALU寄存器和控制器之間的信息通路。寄存器和控制器之間的信息通路。 2局部總線局部總線局部總

3、線是局部總線是部件（插件板）內(nèi)各芯片之間互連部件（插件板）內(nèi)各芯片之間互連的總線的總線，又稱芯片級總線。它是中央處理器模塊或，又稱芯片級總線。它是中央處理器模塊或一個很小系統(tǒng)所用的總線。例如一個很小系統(tǒng)所用的總線。例如CPU及其支持芯片及其支持芯片與其局部資源之間的通道。與其局部資源之間的通道。3系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線又稱內(nèi)總線，它是指微型計算機箱系統(tǒng)總線又稱內(nèi)總線，它是指微型計算機箱內(nèi)的內(nèi)的底板總線底板總線，用來連接，用來連接構(gòu)成微型機構(gòu)成微型機的各插件板。的各插件板。可以是用來擴展某塊可以是用來擴展某塊CPU板的局部資源，或是總線板的局部資源，或是總線上所有上所有CPU板擴展共享資源之間

4、的通信通道。板擴展共享資源之間的通信通道。4外部總線外部總線外部總線又稱通信總線，它是外部總線又稱通信總線，它是微機系統(tǒng)與系統(tǒng)微機系統(tǒng)與系統(tǒng)之間之間、微機系統(tǒng)與外部設(shè)備微機系統(tǒng)與外部設(shè)備或或微機系統(tǒng)和儀器儀表之微機系統(tǒng)和儀器儀表之間間的通信通道。這種總線的數(shù)據(jù)傳輸方式可以是的通信通道。這種總線的數(shù)據(jù)傳輸方式可以是并行并行或串行或串行。例如，串行通信的。例如，串行通信的RS-232C總線、用于硬磁總線、用于硬磁盤接口的盤接口的IDE、SCSI；用于并行打印機的；用于并行打印機的Centronic總線等?？偩€等?？偩€分類總線分類7 7按按所處位置所處位置( (數(shù)據(jù)傳送范圍數(shù)據(jù)傳送范圍) )內(nèi)部總線

5、內(nèi)部總線局部總線局部總線（片間總線、元件級總線）（片間總線、元件級總線）系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線（插板級總線）（插板級總線）外部總線外部總線（通信總線）（通信總線）非通用總線非通用總線（與具體芯（與具體芯片有關(guān)）片有關(guān)）通用標(biāo)準(zhǔn)總線通用標(biāo)準(zhǔn)總線地址總線地址總線控制總線控制總線按按總線功能總線功能數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線并行總線并行總線串行總線串行總線按按數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式按按時序關(guān)系時序關(guān)系( (握手方式握手方式) )同步同步異步異步半同步半同步同步同步異步異步8 8微機的典型多級總線結(jié)構(gòu)微機的典型多級總線結(jié)構(gòu)存儲存儲總線總線高速高速IO總線總線低速低速IO總線總線9 91010微機系統(tǒng)中的內(nèi)總線（插板級總線）

6、11 11微機系統(tǒng)中的外總線（通信總線）常用的系統(tǒng)總線常用的系統(tǒng)總線 系統(tǒng)總線是系統(tǒng)板與外圍設(shè)備之間的信息通系統(tǒng)總線是系統(tǒng)板與外圍設(shè)備之間的信息通道。在微機中系統(tǒng)總線的種類很多，有道。在微機中系統(tǒng)總線的種類很多，有PC總總線、線、ISA總線、總線、MCA微通道總線、微通道總線、EISA總線、總線、VESA局域總線、局域總線、PCI總線、總線、ASUS多媒體總多媒體總線和線和APG總線，目前采用最多的是總線，目前采用最多的是PCI總線，總線，最為流行的是最為流行的是AGP總線總線。總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn) 總線標(biāo)準(zhǔn)的概念與特性總線標(biāo)準(zhǔn)的概念與特性總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)：指芯片之間、擴展卡之間以及系統(tǒng)之：指芯片

7、之間、擴展卡之間以及系統(tǒng)之間，通過總線進行連接和傳輸信息時，應(yīng)該遵守間，通過總線進行連接和傳輸信息時，應(yīng)該遵守的一些協(xié)議與規(guī)范。的一些協(xié)議與規(guī)范。 ISA總線總線PCI總線總線PCI-Express總線總線IEEE1394總線總線USB總線總線串行總線串行總線2 總線的性能指標(biāo)總線的性能指標(biāo) 總線的性能指標(biāo)總線的性能指標(biāo)總線頻率總線頻率：總線的工作頻率，以：總線的工作頻率，以MHz表示。它是總線工表示。它是總線工作速度的一個重要參數(shù)，工作頻率越高，速度越快。作速度的一個重要參數(shù)，工作頻率越高，速度越快?？偩€寬度總線寬度：是指：是指數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，用的位數(shù)，用bit（位）來表示。（位）來

8、表示。如如8位、位、16位、位、32位、位、64位總線寬度。位總線寬度。總線的數(shù)據(jù)傳輸率總線的數(shù)據(jù)傳輸率：是指在一定的時間內(nèi)總線上可傳送：是指在一定的時間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)總量，用每秒最大傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)量來表示。的數(shù)據(jù)總量，用每秒最大傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)量來表示。 總線的數(shù)據(jù)傳輸率總線的數(shù)據(jù)傳輸率=（總線寬度（總線寬度/8位）位）總線頻率總線頻率單位是單位是MB/s，總線頻率以，總線頻率以MHz為單位。如為單位。如PCI總線的總總線的總線頻率為線頻率為33.3MHz，總線寬度為，總線寬度為32位的情況下，其數(shù)據(jù)位的情況下，其數(shù)據(jù)傳輸率為傳輸率為133MB/s。PCI插槽是基于插槽是基于PCI局部總線局

9、部總線(Pedpherd Component Interconnect，外，外圍部件互聯(lián)組合圍部件互聯(lián)組合)的擴展插槽，其顏色一般為乳白色，位于主板上的擴展插槽，其顏色一般為乳白色，位于主板上AGP插插槽的下方，槽的下方，ISA插槽的上方。插槽的上方。PCI總線位寬為總線位寬為32位或位或64位位，工作頻率為工作頻率為33MHz,最大數(shù)據(jù)傳輸率為最大數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/sec(32位位)和和266MB/sec(64位位)?？刹褰语@卡、聲卡、網(wǎng)卡、內(nèi)置可插接顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、內(nèi)置Modem、內(nèi)置、內(nèi)置ADSL Modem、USB2.0卡、卡、IEEE1394卡、卡、IDE接口卡、接口卡、RA

10、ID卡、電視卡、視頻采集卡以及其卡、電視卡、視頻采集卡以及其它種類繁多的它種類繁多的擴展卡擴展卡。PCI插槽是主板的插槽是主板的主要擴展插槽主要擴展插槽，通過插接不同的擴展卡可以獲得目前，通過插接不同的擴展卡可以獲得目前電腦能實現(xiàn)的幾乎所有功能，是名副其實的電腦能實現(xiàn)的幾乎所有功能，是名副其實的“萬用萬用”擴展插槽擴展插槽。 15.2 PCI的特點和層次化結(jié)構(gòu)的特點和層次化結(jié)構(gòu)PCI插槽實物照片插槽實物照片16161 PCI概況概況先后推出三代PCI總線：PCI、PCI-X、PCI Express2 PCI特點特點l高傳輸率：高傳輸率：64位傳輸，傳輸率達到位傳輸，傳輸率達到528Mpsl高效

11、率高效率 ：PCI控制器中集成高速緩沖器，支持?jǐn)?shù)據(jù)突發(fā)控制器中集成高速緩沖器，支持?jǐn)?shù)據(jù)突發(fā)傳輸模式傳輸模式l即插即用功能：適配器中的存儲器存放了配置信息即插即用功能：適配器中的存儲器存放了配置信息l獨立于獨立于CPUl負(fù)載能力強且易擴展：通過負(fù)載能力強且易擴展：通過“PCI-PCI橋橋”擴展擴展PCI總線總線l兼容各類總線兼容各類總線 微型機系統(tǒng)中多層次的局部總線 3 PCI層次化結(jié)構(gòu)層次化結(jié)構(gòu)lCPU總線：最快的總線，連接外部高速緩存總線：最快的總線，連接外部高速緩存l北橋：連接北橋：連接CPU總線、主存、總線、主存、AGP、基礎(chǔ)、基礎(chǔ)PCI總線，總線，內(nèi)含內(nèi)含高速緩存控制器高速緩存控制器、

12、存儲器控制器存儲器控制器和和PCI控制器控制器l基礎(chǔ)基礎(chǔ)PCI總線：連接訪問相對頻繁、速度較快的部件總線：連接訪問相對頻繁、速度較快的部件l南橋：南橋：PCI/ISA擴展橋，內(nèi)含擴展橋，內(nèi)含中斷控制器中斷控制器、DMA控控制器制器、USB接口接口和和EIDE接口接口15.3 PCI總線信號總線信號2020必備的必備的PCI總線信號總線信號 地址和數(shù)據(jù)信號地址和數(shù)據(jù)信號AD31:0，雙向三態(tài)，雙向三態(tài)C/BE3:0，雙向三態(tài)，低有效，雙向三態(tài)，低有效PAR，奇偶校驗信號，雙向三態(tài)，奇偶校驗信號，雙向三態(tài) 接口控制信號接口控制信號FRAME，幀周期信號，低電平有效，幀周期信號，低電平有效IRDY，

13、主設(shè)備準(zhǔn)備好信號，低電平有效，主設(shè)備準(zhǔn)備好信號，低電平有效TRDY，從設(shè)備準(zhǔn)備好信號，低電平有效，從設(shè)備準(zhǔn)備好信號，低電平有效STOP，從設(shè)備要求主設(shè)備停止當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸，低電平有，從設(shè)備要求主設(shè)備停止當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸，低電平有效效IDSEL，初始化設(shè)備選擇，輸入，初始化設(shè)備選擇，輸入DEVSEL，設(shè)備選擇信號，低電平有效，設(shè)備選擇信號，低電平有效2121必備的必備的PCI總線信號（續(xù)）總線信號（續(xù)） 錯誤報告信號錯誤報告信號PERR，報告數(shù)據(jù)奇偶檢驗錯，低電平有效，報告數(shù)據(jù)奇偶檢驗錯，低電平有效SERR，系統(tǒng)出錯信號，低電平有效，系統(tǒng)出錯信號，低電平有效 仲裁信號仲裁信號REQ，總線占用請求信號，

14、雙向三態(tài)，低有效，總線占用請求信號，雙向三態(tài)，低有效GNT，總線占用允許信號，雙向單臺，低有效，總線占用允許信號，雙向單臺，低有效 系統(tǒng)信號系統(tǒng)信號CLK：時鐘，輸入：時鐘，輸入RST，復(fù)位，輸入，復(fù)位，輸入2222可選可選的的PCI總線信號總線信號 64位總線擴展信號位總線擴展信號AD64:32，雙向三態(tài)，雙向三態(tài)C/BE7:4，雙向三態(tài)，低電平有效，雙向三態(tài)，低電平有效REQ64，64傳輸請求，低電平有效傳輸請求，低電平有效ACK64，表示從設(shè)備將用，表示從設(shè)備將用64位傳輸，低電平有效位傳輸，低電平有效PAR64，奇偶雙字節(jié)校驗，雙向三態(tài)，低電平有效，奇偶雙字節(jié)校驗，雙向三態(tài)，低電平有效

15、 接口控制信號接口控制信號LOCK，鎖定信號，低電平有效，鎖定信號，低電平有效 中斷信號中斷信號INTA/INTB/INTC/INTD，中斷信號，低電平有效，漏極，中斷信號，低電平有效，漏極開路開路2323可選的可選的PCI總線信號（續(xù)）總線信號（續(xù)） Cache支持信號支持信號SBO，試探返回信號，低電平有效，輸入或輸出，試探返回信號，低電平有效，輸入或輸出SDONE，表示命中一個緩沖行，輸入或輸出。有效時，表示命中一個緩沖行，輸入或輸出。有效時，表明探測完成，無效時，表明探測結(jié)果仍未確定表明探測完成，無效時，表明探測結(jié)果仍未確定 邊界掃描信號邊界掃描信號TDI，數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)輸入TDO，數(shù)

16、據(jù)輸出，數(shù)據(jù)輸出TCK，時鐘，時鐘TMS，模式選擇，模式選擇TRST，復(fù)位，復(fù)位242415.4 PCI的命令類型的命令類型C/BE3:2 命令類型說明0 0 0 0中斷應(yīng)答（中斷識別）0 0 0 1特殊周期0 0 0 0I/O讀（從I/O口地址中讀數(shù)據(jù)）0 0 1 1I/O寫（向I/O口地址空間寫數(shù)據(jù)）0 1 0 0保留0 1 0 1保留0 1 1 0存儲器讀（從內(nèi)存空間映像中讀數(shù)據(jù)）0 1 1 1存儲器寫（從內(nèi)存空間映像中寫數(shù)據(jù)）1 0 0 0保留1 0 0 1保留1 0 1 0配置讀1 0 1 1配置寫1 1 0 0存儲器多行讀1 1 0 1雙地址周期1 1 1 0存儲器讀一行1 1 1

17、 1存儲器寫并無效252515.515.7自學(xué)自學(xué)ISA（ Industry Standard Architecture）總線的特點總線的特點由由8位位PC總線擴展而成；用于總線擴展而成；用于PC/AT機中的總線是機中的總線是16位；位；386以上的以上的32位微機系統(tǒng)中也大量采用位微機系統(tǒng)中也大量采用ISA總線；又總線；又稱為稱為PCAT總線。總線。ISA總線接插槽為總線接插槽為6236芯長短兩個接插槽。芯長短兩個接插槽。15.8 PCI兼容的局部總線兼容的局部總線15.8.1局部總線局部總線ISA二、總線信號二、總線信號ISA總線分總線分4大類：大類：數(shù)據(jù)傳輸總線數(shù)據(jù)傳輸總線地址總線地址總

18、線控制總線控制總線時鐘、定時與電源時鐘、定時與電源 15.8.2 EISA（ E Extendedxtended I Industryndustry S Standardtandard A Architecturerchitecture）總線的特點）總線的特點一、特點：一、特點： ISAISA總線的擴展；支持多個總線主控器；總線的擴展；支持多個總線主控器；增加突增加突發(fā)式傳送（發(fā)式傳送（Burst TransferBurst Transfer）；）；高性能的高性能的32位標(biāo)準(zhǔn)總線；可同時存在多個位標(biāo)準(zhǔn)總線；可同時存在多個mastermaster；由；由EISAEISA總線提供公平的循環(huán)優(yōu)先總線

19、仲總線提供公平的循環(huán)優(yōu)先總線仲裁。裁。 15.9 外部總線外部總線也稱通信總線，用于計算機之間、計算機和一部分外設(shè)之間的通信。常用的通信方式有并行方式和串行方式。lIDE和和EIDE：IDE也稱也稱ATA，用于主機和硬盤子系統(tǒng)，用于主機和硬盤子系統(tǒng)相連，相連，ATA66傳輸率達到傳輸率達到66MB/slSCSI：用于工作站、服務(wù)器、高檔微機：用于工作站、服務(wù)器、高檔微機lRS-232-ClUSB：l特點：特點：連接方便、容易擴展、即插即用、節(jié)省能量、適用連接方便、容易擴展、即插即用、節(jié)省能量、適用不同外設(shè)的速度要求（最高達到不同外設(shè)的速度要求（最高達到480Mb/s(USB 2.0)）l設(shè)備類

20、型：設(shè)備類型：集線器和功能設(shè)備。本身含有多個寄存器，即集線器和功能設(shè)備。本身含有多個寄存器，即USB設(shè)備的端口設(shè)備的端口 15.9.1 外部總線IDE和EIDE IDE接口智能驅(qū)動電路智能驅(qū)動電路IDE(Intelligent Drive Equipment)總線是總線是1984年年Compaq與與WD公司聯(lián)合推出的一種硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)公司聯(lián)合推出的一種硬盤接口標(biāo)準(zhǔn),也也稱稱ATA（PC/AT Attached）端口。）端口。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IDE接口只支持接口只支持2個智能設(shè)備個智能設(shè)備(如磁盤驅(qū)動器等如磁盤驅(qū)動器等)，每個硬盤驅(qū)動器，每個硬盤驅(qū)動器設(shè)備最多支持設(shè)備最多支持1024個柱面、個柱面、63個

21、扇區(qū)、個扇區(qū)、16個磁頭，所以單個硬盤驅(qū)個磁頭，所以單個硬盤驅(qū)動器最大容量為動器最大容量為512(字節(jié)字節(jié)/扇區(qū)扇區(qū))63102416528MB。IDE接口只是接口只是ISA總線信號的一個子集，接口簡單，操作時對系統(tǒng)軟總線信號的一個子集，接口簡單，操作時對系統(tǒng)軟件透明，使用廣泛。件透明，使用廣泛。大多數(shù)大多數(shù)IDE接口和驅(qū)動器不支持接口和驅(qū)動器不支持DMA（直接存儲器存?。┓绞綌?shù)據(jù)傳（直接存儲器存?。┓绞綌?shù)據(jù)傳輸，而采用輸，而采用PIO（編程輸入輸出）方式（因為硬盤驅(qū)動器內(nèi)有多個扇區(qū)（編程輸入輸出）方式（因為硬盤驅(qū)動器內(nèi)有多個扇區(qū)緩沖，這些指令可以一次取指令多次重復(fù)緩沖，這些指令可以一次取指令

22、多次重復(fù)I/O操作）操作）與與DMA傳送相比，有較高的速度和較低的總線利用率。傳送相比，有較高的速度和較低的總線利用率。IDE端口使用端口使用硬件中斷（硬件中斷（14#）來傳輸硬盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)。）來傳輸硬盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)。EIDE接口接口 為支持更大容量、更多設(shè)備和更高的傳輸速率，為與為支持更大容量、更多設(shè)備和更高的傳輸速率，為與SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)競爭，接口標(biāo)準(zhǔn)競爭，1993年年WD公司推出了增強型公司推出了增強型IDE接口，即接口，即EIDE(Enhanced IDE)接口，又接口，又稱稱ATA-2接口。接口。EIDE可支持可支持4個設(shè)備，每個硬盤驅(qū)動器最多可支持個設(shè)備，每個硬盤驅(qū)動器最多可支持25

23、6個磁頭，故單個硬驅(qū)個磁頭，故單個硬驅(qū)最大容量可達最大容量可達528MB162568.4GB。EIDE規(guī)范中還采納了規(guī)范中還采納了ATAPI(AT Attached Packed Interface)新標(biāo)準(zhǔn)，使新標(biāo)準(zhǔn)，使該接口支持該接口支持CD-ROM驅(qū)動器。驅(qū)動器。EIDE接口得到廣泛應(yīng)用，接口得到廣泛應(yīng)用，Pentium主板均內(nèi)主板均內(nèi)置了置了EIDE型接口。型接口。15.9.3 RS-232C串行通信總線串行通信總線 EIA RS-232C串行通信總線實際上是一個串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)，串行通信總線實際上是一個串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)，是美國電子工業(yè)聯(lián)合會（是美國電子工業(yè)聯(lián)合會（DCE）開發(fā)的，廣泛應(yīng)

24、用于計算機）開發(fā)的，廣泛應(yīng)用于計算機之間、計算機與終端或外設(shè)間的串行數(shù)據(jù)傳送，它對串行接之間、計算機與終端或外設(shè)間的串行數(shù)據(jù)傳送，它對串行接口中的連接器規(guī)格、引線信號名稱、功能、信號電平等均作口中的連接器規(guī)格、引線信號名稱、功能、信號電平等均作了統(tǒng)一規(guī)定，所以，也稱它是一個串行通信協(xié)議。該標(biāo)準(zhǔn)目了統(tǒng)一規(guī)定，所以，也稱它是一個串行通信協(xié)議。該標(biāo)準(zhǔn)目前廣泛應(yīng)用于微機串行通信中。前廣泛應(yīng)用于微機串行通信中。 串行總線具有節(jié)省傳輸線和方便利用現(xiàn)存的通信信道串行總線具有節(jié)省傳輸線和方便利用現(xiàn)存的通信信道(如電如電話線話線)的優(yōu)點，所以它適用于長距離或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。的優(yōu)點，所以它適用于長距離或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信

25、。 1RS-232C串行通信的數(shù)據(jù)格式串行通信的數(shù)據(jù)格式RS-232C以串行方式傳送數(shù)據(jù)格式如圖以串行方式傳送數(shù)據(jù)格式如圖10-4所所示。串行數(shù)據(jù)的發(fā)送首先是示。串行數(shù)據(jù)的發(fā)送首先是1個起始位，起始位為個起始位，起始位為0，數(shù)據(jù)位可以是數(shù)據(jù)位可以是58位，數(shù)據(jù)從最低有效位發(fā)送；在位，數(shù)據(jù)從最低有效位發(fā)送；在數(shù)據(jù)位后有奇偶校驗位（可以選擇奇校驗、偶校驗或數(shù)據(jù)位后有奇偶校驗位（可以選擇奇校驗、偶校驗或無校驗）；最后是停止位，停止位為無校驗）；最后是停止位，停止位為1（可以是（可以是1位、位、1位半或位半或2位）。所以，串行方式傳送數(shù)據(jù)是位）。所以，串行方式傳送數(shù)據(jù)是7位位ASC碼的數(shù)據(jù)連續(xù)傳送。以

26、一個起始位表示字符碼的數(shù)據(jù)連續(xù)傳送。以一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束，起始位為低電平，的開始，用停止位表示字符的結(jié)束，起始位為低電平，停止位為高電平，以此構(gòu)成一幀信息。每幀信息之間停止位為高電平，以此構(gòu)成一幀信息。每幀信息之間允許有不定長度的空閑位，空閑位為允許有不定長度的空閑位，空閑位為1，是傳號，是傳號(MARK)。2RS-232C串行通信的信息傳輸方式串行通信的信息傳輸方式RS-232C串行總線標(biāo)準(zhǔn)定義了串行傳送的串行總線標(biāo)準(zhǔn)定義了串行傳送的數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間之間的接口信息。其信息傳輸方式根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向的接口信

27、息。其信息傳輸方式根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方向的不同分為的不同分為3種。種。 單工。數(shù)據(jù)只能按一個固定的方向傳輸。僅單工。數(shù)據(jù)只能按一個固定的方向傳輸。僅適用遠(yuǎn)程通信，單工通信采用兩線制。適用遠(yuǎn)程通信，單工通信采用兩線制。 半雙工。通信雙方分時發(fā)送或接收，通信線半雙工。通信雙方分時發(fā)送或接收，通信線路簡單，但通信效率低，是一種經(jīng)濟實用的傳輸路簡單，但通信效率低，是一種經(jīng)濟實用的傳輸方式。半雙工通信也采用兩線制。方式。半雙工通信也采用兩線制。 全雙工。通信雙方可以同時發(fā)送和接收，通全雙工。通信雙方可以同時發(fā)送和接收，通信效率及數(shù)據(jù)傳輸速度很高。全雙工通信一般采信效率及數(shù)據(jù)傳輸速度很高。全雙工通信一般采用四線

28、制。用四線制。10.2.5 USB接口接口 通用串行接口總線通用串行接口總線USB(Universal Serial Bus)是將是將串口、并口等不同接口統(tǒng)一起來，使其成為一種可串口、并口等不同接口統(tǒng)一起來，使其成為一種可共享、可擴充、使用方便的串行總線，并且不會損共享、可擴充、使用方便的串行總線，并且不會損失帶寬。失帶寬。 USB是串行接口，可即插即用，適用多媒體數(shù)據(jù)的是串行接口，可即插即用，適用多媒體數(shù)據(jù)的傳送模式。傳送模式。USB接口連接方便，可提供功率有限的接口連接方便，可提供功率有限的電源。電源。USB的傳送速率最高可達的傳送速率最高可達12MB/s，且其價，且其價格便宜。它既可用于

29、低速的外部設(shè)備，如鍵盤、鼠格便宜。它既可用于低速的外部設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)等，也可用于中速裝置，如打印機、數(shù)碼相機、標(biāo)等，也可用于中速裝置，如打印機、數(shù)碼相機、調(diào)制解調(diào)器、掃描儀等。調(diào)制解調(diào)器、掃描儀等。1USB通用串行總線通用串行總線 USB電纜。采用電纜。采用4芯電纜，外層有保護套。芯電纜，外層有保護套。USB電纜有兩根電源線電纜有兩根電源線(VBus和和GND)；有兩根信號線；有兩根信號線(D+和和D-) 。 USB連接器。連接器。USB插頭和插座都具有四個觸點，插頭和插座都具有四個觸點，并有屏蔽的外殼，以及規(guī)定的堅固性和易于插拔的并有屏蔽的外殼，以及規(guī)定的堅固性和易于插拔的特性。特性。

30、USB的數(shù)據(jù)傳輸。的數(shù)據(jù)傳輸。 USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率提高到標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率提高到480MB/s，適，適用于高速外圍設(shè)備用于高速外圍設(shè)備(如閃存盤、移動式硬盤等如閃存盤、移動式硬盤等)。 2USB的主要特點的主要特點USB總線主要有集線器和功能設(shè)備兩種類型。總線主要有集線器和功能設(shè)備兩種類型。 USB集線器集線器(HUB)。是。是USB體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵設(shè)備，可將單接入端體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵設(shè)備，可將單接入端口轉(zhuǎn)換為多重接入端口。集線器有一個上行端口和多個下行端口，上行口轉(zhuǎn)換為多重接入端口。集線器有一個上行端口和多個下行端口，上行端口用于連接集線器和主機，下行端口用于連接其他集線器或功能設(shè)備。

31、端口用于連接集線器和主機，下行端口用于連接其他集線器或功能設(shè)備。集線器可以發(fā)現(xiàn)下行端口上的設(shè)備插入和移出操作，并為下行設(shè)備分配集線器可以發(fā)現(xiàn)下行端口上的設(shè)備插入和移出操作，并為下行設(shè)備分配電源。用電源。用USB連接的外設(shè)數(shù)目最多達連接的外設(shè)數(shù)目最多達127個，從主裝置開始可以經(jīng)由個，從主裝置開始可以經(jīng)由5層集線器進行菊花鏈連接，用戶不必?fù)?dān)心要連接的裝置數(shù)目受限制。層集線器進行菊花鏈連接，用戶不必?fù)?dān)心要連接的裝置數(shù)目受限制。 USB功能設(shè)備。能夠從功能設(shè)備。能夠從USB總線接收或發(fā)送數(shù)據(jù)或控制信息，向系總線接收或發(fā)送數(shù)據(jù)或控制信息，向系統(tǒng)提供特定功能的設(shè)備，稱為功能設(shè)備。如統(tǒng)提供特定功能的設(shè)備，

32、稱為功能設(shè)備。如USB鼠標(biāo)、游戲操縱桿、鼠標(biāo)、游戲操縱桿、USB顯示器、顯示器、USB掃描儀、掃描儀、USB打印機、打印機、USB網(wǎng)卡、網(wǎng)卡、USB音箱和音箱和USB視頻相機等。低功耗的裝置可從總線獲得電源。視頻相機等。低功耗的裝置可從總線獲得電源。2USB的主要特點的主要特點USB總線主要有集線器和功能設(shè)備兩種類型?？偩€主要有集線器和功能設(shè)備兩種類型。 USB有有同步、中斷、大批量同步、中斷、大批量等三種數(shù)據(jù)傳送模等三種數(shù)據(jù)傳送模式。同步傳送主要用于數(shù)碼相機、掃描儀等中速式。同步傳送主要用于數(shù)碼相機、掃描儀等中速的外部設(shè)備；中斷傳送供鍵盤、鼠標(biāo)等低速裝置的外部設(shè)備；中斷傳送供鍵盤、鼠標(biāo)等低速裝置使用；大批量傳送則供打印機、調(diào)制解調(diào)器等不使用；大批量傳送則供打印機、調(diào)制解調(diào)器等不定期傳送大量數(shù)據(jù)的中速裝置使用。定期傳送大量數(shù)據(jù)的中速裝置使用。 USB利用利用NRZ-1編碼編碼方式使數(shù)據(jù)獲得同步，其方式使數(shù)據(jù)獲得同步，其特點是容易實現(xiàn)同步，但由于沒