微機(jī)原理及接口技術(shù)第4章總線01

1、1微機(jī)原理及接口技術(shù)第4章 總線4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2n總線總線：連接：連接兩個(gè)以上兩個(gè)以上數(shù)字系統(tǒng)元件的數(shù)字系統(tǒng)元件的公共的公共的信息信息通路。通路。n總線的總線的分類分類：片內(nèi)總線片內(nèi)總線元件級(jí)總線元件級(jí)總線系統(tǒng)總線（內(nèi)總線）系統(tǒng)總線（內(nèi)總線）通信總線（外總線）通信總線（外總線）n標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)總線的優(yōu)點(diǎn)：總線的優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)化軟、硬件設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)化軟、硬件設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 模塊化模塊化 使系統(tǒng)易于擴(kuò)展、便于更新。使系統(tǒng)易于擴(kuò)展、便于更新。 便于調(diào)試、維修。便于調(diào)試、維修。 各插件板分別調(diào)試各插件板分別調(diào)試CPU內(nèi)存內(nèi)存總線控制邏輯總線控制邏輯掃描儀掃描儀網(wǎng)卡網(wǎng)卡聲卡聲卡SCSI卡

2、卡3STD ：工業(yè)控制工業(yè)控制ISA ：IBM PC/AT（286）MCA ：IBM壟斷（與壟斷（與ISA不兼容）不兼容）EISA ：擴(kuò)展擴(kuò)展ISA（與（與ISA兼容）兼容）VESA ：視頻；局部總線視頻；局部總線PCI ：現(xiàn)在。圖形界面、高速數(shù)傳現(xiàn)在。圖形界面、高速數(shù)傳AGP ：圖形加速接口圖形加速接口4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線4n 兼容性好兼容性好n 小板結(jié)構(gòu)，模塊化小板結(jié)構(gòu)，模塊化n 可靠性高可靠性高n 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支持多微處理器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支持多微處理器4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線一、特點(diǎn)：一、特點(diǎn)：P1025n 地址選擇信號(hào)產(chǎn)生時(shí)序地址選擇信號(hào)產(chǎn)生時(shí)序4.1 系統(tǒng)總

3、線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：P103擴(kuò)擴(kuò) 展展請(qǐng)請(qǐng) 求求地地 址址地地 址址 選選 擇擇IOEXP, MEMEXPIORQ, MEMRQ地址總線地址總線6WRn 讀寫時(shí)序讀寫時(shí)序4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：P103地地 址址 選選 擇擇RD數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)RD數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地地 址址 選選 擇擇數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)WR數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線讀時(shí)序讀時(shí)序?qū)憰r(shí)序?qū)憰r(shí)序7n串行串行n并行并行Page 1044.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線三、中斷優(yōu)先級(jí)的實(shí)現(xiàn)：三、中斷優(yōu)先級(jí)的實(shí)現(xiàn)：PCIPCOINTRQINTA

4、KINTRQINTAKIRQIRQ8n串行串行n并行并行BAI BAO BUSAK BUSRQPage 1054.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線四、總線優(yōu)先級(jí)控制：四、總線優(yōu)先級(jí)控制：9n 利用利用MEMEX選擇存儲(chǔ)器組選擇存儲(chǔ)器組n 輸出接口存儲(chǔ)器選擇法輸出接口存儲(chǔ)器選擇法4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 Page 10610n 輸出接口存儲(chǔ)器選擇法輸出接口存儲(chǔ)器選擇法4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.1 STD總線總線五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展n 向向I/O寫一個(gè)數(shù)（如寫一個(gè)數(shù)（如1111 1110，選擇，選擇ME

5、M組組0），即第一），即第一組組64K）；）；n 對(duì)對(duì)MEM組組0操作（操作（RD/WR）。）。 64KB8512KB114.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線Industry Standard ArchitectureBaby ATATX124.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線Industry Standard Architecture一、一、ISA總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：P107 XT總線AT總線15n 數(shù)據(jù)總線為數(shù)據(jù)總線為16位（支持位（支持8位、位、16位數(shù)據(jù)操作）位數(shù)據(jù)操作）SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WSn 提速提速：0WS，零等待狀態(tài)，

6、也叫，零等待狀態(tài)，也叫NOWS（No Wait State），），ISA卡通知卡通知CPU不插不插Tw。n 升位升位：MEMCS16、IOCS16，插件板通知，插件板通知CPU進(jìn)行進(jìn)行16位數(shù)據(jù)傳送。位數(shù)據(jù)傳送。n 位數(shù)可選位數(shù)可選：SBHE，總線高字節(jié)允許（，總線高字節(jié)允許（System Bus High Enable），可選），可選8位、位、16位操作。位操作?！咀⒁庾⒁狻慨?dāng)當(dāng)SBHE被被主控設(shè)備主控設(shè)備（一般為系統(tǒng)主板）置為低電平時(shí)，（一般為系統(tǒng)主板）置為低電平時(shí)，ISA插卡必須及時(shí)將插卡必須及時(shí)將IOCS16或或MEMCS16置為有效作為置為有效作為回應(yīng)?；貞?yīng)。4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線

7、 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義16n 數(shù)據(jù)總線為數(shù)據(jù)總線為16位（支持位（支持8位、位、16位數(shù)據(jù)操作）位數(shù)據(jù)操作）SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WS4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義SBHE SA0操作操作所用數(shù)據(jù)線所用數(shù)據(jù)線0 0從偶地址開(kāi)始讀從偶地址開(kāi)始讀/寫一個(gè)字寫一個(gè)字(16位位)D15D00 1從奇地址讀從奇地址讀/寫一個(gè)字節(jié)（寫一個(gè)字節(jié)（8位）位）D15D81 0從偶地址讀從偶地址讀/寫一個(gè)字節(jié)（寫一個(gè)字節(jié)（8位）位）D7D01 1無(wú)效無(wú)效無(wú)無(wú)17n 尋址能力達(dá)到尋址能力達(dá)到16MB，地址、數(shù)據(jù)線不復(fù)用。

8、，地址、數(shù)據(jù)線不復(fù)用。l LA17LA23（非鎖存信號(hào)，可用（非鎖存信號(hào)，可用BALE 鎖存）鎖存）l LA17LA19（不鎖存）與（不鎖存）與SA17SA19（鎖存）重復(fù)。（鎖存）重復(fù)。n 中斷擴(kuò)充為中斷擴(kuò)充為11個(gè)（個(gè)（PC/XT為為6個(gè)）個(gè)）IRQ3IRQ7，IRQ9IRQ12，IRQ14IRQ15l IRQ0（定時(shí)器）、（定時(shí)器）、IRQ1（鍵盤）、（鍵盤）、IRQ2（級(jí)聯(lián)）（級(jí)聯(lián)） 、IRQ8（定時(shí)器（定時(shí)器8254） 、IRQ13（協(xié)處理器）用于系統(tǒng)（協(xié)處理器）用于系統(tǒng)板上，總線上不出現(xiàn)。板上，總線上不出現(xiàn)。l B4引腳：引腳：IRQ2（XT） IRQ9（AT），早期由），早期由8

9、259級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義184.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義INTIRQ8IRQ9IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ15IRQ0IRQ1IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7INTINTA高高低低優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：8259825919n DMA擴(kuò)充為擴(kuò)充為7個(gè)（個(gè)（PC/XT為為4個(gè)）個(gè)）l DRQ03，DRQ57（新增），（新增），DACK0DACK3，DACK5DACK7l 優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：DRQ0DRQ1DRQ7（DRQ4用作用作8237級(jí)聯(lián)，不

10、出現(xiàn)）級(jí)聯(lián)，不出現(xiàn)）l DRQ03：8位傳輸位傳輸DRQ57：16位傳輸位傳輸4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義20n ISA總線是一種多主控總線：總線是一種多主控總線：MASTER若若ISA插卡要控制總線，則：插卡要控制總線，則：l ISA卡置卡置DRQx為高；為高；l DMAC送送HOLD申請(qǐng)總線，若成功（申請(qǐng)總線，若成功（CPU送來(lái)送來(lái)HOLDACK信號(hào)）則信號(hào)）則DMAC置相應(yīng)的置相應(yīng)的DACKx有效有效 ISA卡成為總線上的主控設(shè)備；卡成為總線上的主控設(shè)備；l 此時(shí)此時(shí)AEN為高電平，若此時(shí)為高電平，若此時(shí)ISA卡需要訪問(wèn)其它卡需要訪問(wèn)其它I

11、/O設(shè)備（包括其它設(shè)備（包括其它ISA卡），則置卡），則置MASTER為低為低 釋釋放放AEN（使（使AEN為低電平，無(wú)效）；為低電平，無(wú)效）；l l ISA卡是否卡是否DRQx（置為低），釋放（置為低），釋放MASTER（置為（置為高）高） 總線控制權(quán)又返回系統(tǒng)板?？偩€控制權(quán)又返回系統(tǒng)板。4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義21n速度：速度：CLK（B20，Output）4.77MHz 8.3MHz（標(biāo)準(zhǔn)）（標(biāo)準(zhǔn)） 12MHz4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義時(shí)序時(shí)序8位位I/O讀讀/寫寫16位位I/O讀讀/寫

12、寫標(biāo)準(zhǔn)周期：標(biāo)準(zhǔn)周期：T1 BALE有效；有效；T2 讀寫控制信號(hào)有效；讀寫控制信號(hào)有效；T3 T4 T5 等待；等待；T6 鎖存數(shù)據(jù)鎖存數(shù)據(jù)延長(zhǎng)周期：延長(zhǎng)周期：IOCHRDY T6采樣采樣零等待周期：零等待周期：0WS T3采樣，若有效采樣，若有效 T3結(jié)束結(jié)束I/O讀讀/寫寫標(biāo)準(zhǔn)周期：標(biāo)準(zhǔn)周期：T1 T2 T3延長(zhǎng)周期延長(zhǎng)周期要求要求ISA卡在譯碼條件成立的同時(shí)將卡在譯碼條件成立的同時(shí)將IOCS16或或MEMCS16置為低電平。置為低電平。22n 速度：速度：CLK（B20，Output）4.77MHz 8.3MHz（標(biāo)準(zhǔn)）（標(biāo)準(zhǔn)） 12MHz4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總

13、線總線二、信號(hào)定義二、信號(hào)定義速度速度8位，位，CLK=8MHz16位，位，標(biāo)準(zhǔn)周期標(biāo)準(zhǔn)周期標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：零等待：零等待：CLK8MHz：CLK12MHz：SMBSB/33. 1/61086SMBSB/67. 2/31086SMBSB/33. 5/231086SMBSB/8/231012623n早期的早期的PC機(jī)機(jī)n現(xiàn)在現(xiàn)在4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.2 ISA總線總線三、三、ISA總線的體系結(jié)構(gòu)總線的體系結(jié)構(gòu)南橋南橋中斷控制器中斷控制器IDE控制器控制器USB主控制器主控制器DMA控制器控制器 254.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線（局部總線，（局部總線，1993年）年

14、）Peripheral Component Interconnect Local BusBaby ATATX26ABIT KV7 Motherboard (AMD Athlon XP System Board Socket 462)274.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線n 不依賴于處理器：不依賴于處理器：更換更換CPU 換換PCI橋路即可橋路即可 使使PCI總線能為總線能為I/O功能而優(yōu)化功能而優(yōu)化一、一、PCI總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：P111，CPUPCI橋橋PCI Bus284.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線n 擴(kuò)充性好：擴(kuò)充性好：掛多個(gè)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)能力不

15、夠掛多個(gè)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)能力不夠 采用多采用多PCI總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)一、一、PCI總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：P111，CPU橋橋0PCI Bus 1存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器橋橋1PCI設(shè)備設(shè)備PCI Bus 0橋橋2設(shè)備設(shè)備PCI Bus 2總線橋總線橋標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)總線294.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線n 具有自動(dòng)配置功能，支持即插即用（具有自動(dòng)配置功能，支持即插即用（PnP）。）。資源需求設(shè)置工作在系統(tǒng)初啟時(shí)由資源需求設(shè)置工作在系統(tǒng)初啟時(shí)由BIOS完成。完成。n 數(shù)據(jù)、地址奇偶校驗(yàn)功能數(shù)據(jù)、地址奇偶校驗(yàn)功能 保證數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性。（保證數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性。（PAR）n 數(shù)據(jù)寬度數(shù)據(jù)寬度3

16、2位，可擴(kuò)展為位，可擴(kuò)展為64位；位；2.0版支持版支持33MHz時(shí)鐘，時(shí)鐘，2.1版增加了對(duì)版增加了對(duì)66MHz總線操作的總線操作的支持。支持。n 信號(hào)復(fù)用，支持無(wú)限讀寫突發(fā)操作。信號(hào)復(fù)用，支持無(wú)限讀寫突發(fā)操作。地址、數(shù)據(jù)信號(hào)共用信號(hào)線，信號(hào)不同階段表示不同含地址、數(shù)據(jù)信號(hào)共用信號(hào)線，信號(hào)不同階段表示不同含義。義。33MHz32位：位：132MB/s峰值傳送速率；峰值傳送速率；64位：位：264MB/s峰值傳送速率；峰值傳送速率；66MHz64位：位：528MB/s峰值傳送速率。峰值傳送速率。一、一、PCI總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：P111，304.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線

17、總線n 適應(yīng)性廣。臺(tái)式機(jī)、便攜機(jī)、服務(wù)器；適應(yīng)性廣。臺(tái)式機(jī)、便攜機(jī)、服務(wù)器；3.3V、5V電源。電源。n 并行總線操作。在并行總線操作。在PCI橋支持下，處理器總線、橋支持下，處理器總線、PCI總線與擴(kuò)展總線可并行工作?？偩€與擴(kuò)展總線可并行工作。一、一、PCI總線的特點(diǎn)：總線的特點(diǎn)：P111，314.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線以以PCI總線讀操作為例：總線讀操作為例：總線命令（地址節(jié)拍）總線命令（地址節(jié)拍）C/BE3:0#命令類型命令類型二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：P1120 0 0 0中斷應(yīng)答中斷應(yīng)答0 0 0 1特殊周期特殊周期0 0 1 0I/O讀讀0 0 1 1I

18、/O寫寫0 1 1 0MEM讀讀0 1 1 1MEM寫寫1 0 1 0讀配置讀配置1 0 1 1寫配置寫配置324.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線以以PCI總線讀操作為例總線讀操作為例突發(fā)成組數(shù)據(jù)傳輸：突發(fā)成組數(shù)據(jù)傳輸：一個(gè)分組一個(gè)分組一個(gè)地址節(jié)拍一個(gè)地址節(jié)拍一個(gè)（多個(gè)）數(shù)據(jù)節(jié)拍一個(gè)（多個(gè)）數(shù)據(jù)節(jié)拍 （Address phase） （Data phase）二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：P112334.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：P1121234CLK567FRAME#地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3主主從從AD31:0總線命

19、令總線命令字節(jié)允許字節(jié)允許1字節(jié)允許字節(jié)允許2字節(jié)允許字節(jié)允許3C/BE3:0#IRDY#TRDY#DEVSEL#總線時(shí)鐘總線時(shí)鐘主設(shè)備準(zhǔn)備好主設(shè)備準(zhǔn)備好從設(shè)備準(zhǔn)備好從設(shè)備準(zhǔn)備好等待周期等待周期Tw地址節(jié)拍地址節(jié)拍總線轉(zhuǎn)換總線轉(zhuǎn)換周期周期數(shù)據(jù)節(jié)拍數(shù)據(jù)節(jié)拍1數(shù)據(jù)節(jié)拍數(shù)據(jù)節(jié)拍2數(shù)據(jù)節(jié)拍數(shù)據(jù)節(jié)拍3總線傳送（一個(gè)分組）總線傳送（一個(gè)分組）X344.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線lFRAME#：幀周期信號(hào)，由主控設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示：幀周期信號(hào)，由主控設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示一個(gè)總線周期的開(kāi)始和結(jié)束。一個(gè)總線周期的開(kāi)始和結(jié)束。DEVSEL#：設(shè)備選擇信號(hào)，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)。：設(shè)備選擇信號(hào)，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)。l總線

20、轉(zhuǎn)換周期總線轉(zhuǎn)換周期：AD31:0既不被主設(shè)備也不被從既不被主設(shè)備也不被從設(shè)備驅(qū)動(dòng)，以避免總線沖突。設(shè)備驅(qū)動(dòng)，以避免總線沖突。寫操作無(wú)總線轉(zhuǎn)換周期。寫操作無(wú)總線轉(zhuǎn)換周期。l在同一個(gè)時(shí)鐘上升沿在同一個(gè)時(shí)鐘上升沿IRDY#和和TRDY#都有效時(shí)，都有效時(shí)，數(shù)據(jù)才可以傳送。數(shù)據(jù)才可以傳送。l第一個(gè)地址由地址節(jié)拍得到，以后線性相加。第一個(gè)地址由地址節(jié)拍得到，以后線性相加。（線性增長(zhǎng)方式）（線性增長(zhǎng)方式）l地址地址/數(shù)據(jù)復(fù)用：地址節(jié)拍、數(shù)據(jù)節(jié)拍數(shù)據(jù)復(fù)用：地址節(jié)拍、數(shù)據(jù)節(jié)拍二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：以以PCI總線讀操作為例總線讀操作為例354.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線過(guò)程描述：過(guò)

21、程描述：二、信號(hào)定義：二、信號(hào)定義：以以PCI總線讀操作為例總線讀操作為例FRAME#地址節(jié)拍地址節(jié)拍AD31:0：地址：地址C/BE3:0：命令（總線讀）：命令（總線讀） 0110總線轉(zhuǎn)換周期總線轉(zhuǎn)換周期從：從：DEVSEL#主：主：IRDY#數(shù)據(jù)節(jié)拍數(shù)據(jù)節(jié)拍FRAME#“0”FRAME#此為最后一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)拍此為最后一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)拍若若TRDY#或或IRDY#在在CLK 為高電平，為高電平，則主設(shè)備自動(dòng)插入則主設(shè)備自動(dòng)插入TwPCI Timeline4.1 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線 4.1.3 PCI總線總線三、三、PCI總線的發(fā)展總線的發(fā)展AGP (primarily for graphics car

22、ds)PCI Express x132-bit PCIPCI Express x1664-bit PCIISA常常見(jiàn)見(jiàn)的的系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線38微機(jī)原理及接口技術(shù)第4章 總線4.2 通信總線通信總線39nIEEE 488nIDE、ATA、SATAnSCSInCentronicnRS232CnUSBnIEEE13944.2 通信總線通信總線40nDTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備：數(shù)據(jù)終端設(shè)備nDCE：數(shù)據(jù)通信設(shè)備：數(shù)據(jù)通信設(shè)備4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口一、一、RS232C的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：P116二、電氣特性、引腳功能：二、電氣特性、引腳功能：25針針/9針針 D

23、型連接器型連接器41n 信號(hào)信號(hào)n 傳送信息信號(hào)：傳送信息信號(hào)：TxD ：發(fā)送數(shù)據(jù)線（：發(fā)送數(shù)據(jù)線（DTE DCE）RxD ：接收數(shù)據(jù)線（：接收數(shù)據(jù)線（DTE DCE ）n 聯(lián)絡(luò)信號(hào)：聯(lián)絡(luò)信號(hào)：RTS ：請(qǐng)求發(fā)送（：請(qǐng)求發(fā)送（DTE DCE）CTS ：清除發(fā)送（：清除發(fā)送（DTE DCE ）DTR(20)(20)：DTE就緒（就緒（DTE DCE）DSR ：DCE就緒（就緒（DTE DCE ）DCD：數(shù)據(jù)載波檢測(cè)（：數(shù)據(jù)載波檢測(cè)（DTE DCE ）RI：振鈴指示（：振鈴指示（DTE DCE ）4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：二、

24、電氣特性、引腳功能：25針針/9針針 D型連接器型連接器42RTS：請(qǐng)求發(fā)送：請(qǐng)求發(fā)送 半雙工：半雙工：RTS請(qǐng)求，請(qǐng)求，CTS應(yīng)答應(yīng)答 （DTE DCE） 全雙工：接恒定電平全雙工：接恒定電平CTS：清除發(fā)送：清除發(fā)送 （DTE DCE ）DTR：DTE就緒，就緒，計(jì)算機(jī)一加電即有效計(jì)算機(jī)一加電即有效 （DTE DCE）DSR：DCE就緒，就緒，Modem加電且連在線路時(shí)有效加電且連在線路時(shí)有效 （DTE DCE ）DCD：數(shù)據(jù)載波檢測(cè)（：數(shù)據(jù)載波檢測(cè)（DTE DCE ） “1” 本地本地DCE收到遠(yuǎn)程收到遠(yuǎn)程DCE發(fā)的發(fā)的載波載波信號(hào)信號(hào)RI：振鈴指示（：振鈴指示（DTE DCE ） “1

25、” 本地本地DCE收到遠(yuǎn)程收到遠(yuǎn)程DCE發(fā)的發(fā)的振鈴振鈴信號(hào)信號(hào)4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：二、電氣特性、引腳功能：25針針/9針針 D型連接器型連接器43n 電平電平 （一般為（一般為12V）4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：二、電氣特性、引腳功能：25針針/9針針 D型連接器型連接器數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)（RxD、TxD）控制信號(hào)控制信號(hào)（RTS等）等）邏輯邏輯1315V（傳號(hào)）（傳號(hào)）315V（接通）（接通）邏輯邏輯0315V（空號(hào)）（空號(hào)）315V（斷開(kāi)）（斷

26、開(kāi)）44n 與與TTL電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換TTL RS232C：MC1488，SN75150，15V供電供電RS232C TTL：MC1489，SN75154，5V供電供電MAX232：?jiǎn)危簡(jiǎn)?V供電，內(nèi)部有電壓倍增電路供電，內(nèi)部有電壓倍增電路 CMOS/TTL RS232C4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：二、電氣特性、引腳功能：25針針/9針針 D型連接器型連接器45n 使用使用Modem連接連接電纜信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，共電纜信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，共10線。線。（保護(hù)地、信號(hào)地、（保護(hù)地、信號(hào)地、）n 軟硬件系統(tǒng)調(diào)試：控制臺(tái)、超級(jí)終端軟硬件系統(tǒng)

27、調(diào)試：控制臺(tái)、超級(jí)終端4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的應(yīng)用的應(yīng)用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)（DTE）Modem（DCE）Modem（DCE）計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)（DTE）電話線電話線46n 直接連接：計(jì)算機(jī)（直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE） 計(jì)算機(jī)（計(jì)算機(jī)（DTE）用于近程通信，用于近程通信，15米，多種連法，舉二例。米，多種連法，舉二例。n 交叉連接方式交叉連接方式n 三線經(jīng)濟(jì)方式三線經(jīng)濟(jì)方式4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的應(yīng)用的應(yīng)用47n 直接連接：計(jì)算機(jī)（直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE） 計(jì)算機(jī)（計(jì)

28、算機(jī)（DTE）n 交叉連接方式交叉連接方式4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的應(yīng)用的應(yīng)用全雙工全雙工全雙工全雙工48n 直接連接：計(jì)算機(jī)（直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE） 計(jì)算機(jī)（計(jì)算機(jī)（DTE）n 三線經(jīng)濟(jì)方式三線經(jīng)濟(jì)方式軟件不需要檢測(cè)軟件不需要檢測(cè)CTS、DSR狀態(tài)。狀態(tài)。4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口三、三、RS232的應(yīng)用的應(yīng)用49RS423：?jiǎn)味溯敵觥⒉罘纸邮眨ǚ瞧胶鈧鬏敚簡(jiǎn)味溯敵?、差分接收（非平衡傳輸）n1200米米1Kbpsn90米米100KbpsRS422：差分輸出、差分接收（平衡

29、差分傳輸）：差分輸出、差分接收（平衡差分傳輸）n1200米米100Kbpsn90米米10Mbps4.2 通信總線通信總線 4.2.1 RS232C串行通信接口串行通信接口四、四、RS423、RS422504.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線l SCSI：Small Computer System Interface，讀作，讀作“Scuzzy”l 開(kāi)發(fā)目的：使用邏輯地址而非物理地址尋址數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)目的：使用邏輯地址而非物理地址尋址數(shù)據(jù)不依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線不依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)外存外存SCSI514.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線An assor

30、tment of various SCSI connectors on the backs of two Zip drives and an external hard disk drive. Each of these devices has a control on the back for changing the SCSI ID number of the unit. Each also has two SCSI ports so that additional SCSI devices may be daisy-chained on.Note the diamond-shaped S

31、CSI symbol in the upper-right corner of the picture.52n 是通用接口，是一種設(shè)備無(wú)關(guān)的是通用接口，是一種設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O子系統(tǒng)。子系統(tǒng)。磁盤、磁帶、磁盤、磁帶、CD-ROM、CDRW、n PC、服務(wù)器、工作站、小型機(jī)、服務(wù)器、工作站、小型機(jī)、n 使用高級(jí)命令通信，不涉及物理地址使用高級(jí)命令通信，不涉及物理地址n 總線上總線上 主機(jī)適配器主機(jī)適配器外設(shè)控制器外設(shè)控制器 8個(gè)個(gè)n 多任務(wù)：主機(jī)多任務(wù)：主機(jī)外設(shè)外設(shè) 外設(shè)外設(shè)外設(shè)外設(shè) 占用占用CPU資源少資源少智能：有專用命令集，智能：有專用命令集， 有有總線仲裁總線仲裁、設(shè)備選擇設(shè)備選擇功能。功

32、能。4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)接口本身的功能接口本身的功能53n 兩種工作方式：兩種工作方式：l 同步數(shù)據(jù)傳輸同步數(shù)據(jù)傳輸SCSI-1：5 MB/sSCSI-2：10 MB/sl 異步數(shù)據(jù)傳輸異步數(shù)據(jù)傳輸SCSI-1：1.53 MB/sn SCSI總線上的設(shè)備無(wú)主總線上的設(shè)備無(wú)主/從之分?？偩€上任何設(shè)備從之分?？偩€上任何設(shè)備可作啟動(dòng)設(shè)備，也可作目標(biāo)設(shè)備。可作啟動(dòng)設(shè)備，也可作目標(biāo)設(shè)備。4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)54n 驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)方式l 單端：最大總線長(zhǎng)度為單端：最大總線長(zhǎng)度為6米。米。l 差分：最大總線

33、長(zhǎng)度為差分：最大總線長(zhǎng)度為25米。米。l LVD：最大總線長(zhǎng)度為：最大總線長(zhǎng)度為12米。米。三種驅(qū)動(dòng)方式不能共存（驅(qū)動(dòng)電路、接收電路）三種驅(qū)動(dòng)方式不能共存（驅(qū)動(dòng)電路、接收電路）4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)Low Voltage Differential，低壓差動(dòng)，低壓差動(dòng)負(fù)邏輯負(fù)邏輯“1” 低電平低電平“0” 高電平高電平信號(hào)成對(duì)使用，無(wú)公共地信號(hào)成對(duì)使用，無(wú)公共地“”“”電平：電平：“1”“”“”電平：電平：“0”554.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線二、設(shè)備連接二、設(shè)備連接564.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI

34、總線總線三、總線信號(hào)三、總線信號(hào)啟動(dòng)啟動(dòng)設(shè)備設(shè)備A電電纜纜接接口口目標(biāo)目標(biāo)設(shè)備設(shè)備A電電纜纜接接口口DB7DB0，DBPREQACKC/DI/OSEL（OC）MSGBSY（OC）ATNRST（OC）57nDB7DB0，DBP：命令，數(shù)據(jù)，狀態(tài)，消息，命令，數(shù)據(jù)，狀態(tài)，消息，SCSI-IDnREQ，ACK：握手信號(hào)：握手信號(hào)nC/D“0”：DB7DB0為數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)“1”：為命令、狀態(tài)、消息：為命令、狀態(tài)、消息I/O“0”：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù) 啟動(dòng)設(shè)備啟動(dòng)設(shè)備 目標(biāo)設(shè)備目標(biāo)設(shè)備“1”：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù) 啟動(dòng)設(shè)備啟動(dòng)設(shè)備 目標(biāo)設(shè)備目標(biāo)設(shè)備SEL“1”：處于選擇、再選擇階段：處于選擇、再選擇階段MSG“1”：處于消

35、息階段：處于消息階段4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線三、總線信號(hào)三、總線信號(hào)58nATN“1”：?jiǎn)?dòng)設(shè)備有消息要傳送。：?jiǎn)?dòng)設(shè)備有消息要傳送。BSY“1”：SCSI總線正在使用。總線正在使用。RST“1”：復(fù)位：復(fù)位SCSI總線上的所有設(shè)備?？偩€上的所有設(shè)備。4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線三、總線信號(hào)三、總線信號(hào)59n 概述概述n 啟動(dòng)設(shè)備（啟動(dòng)設(shè)備（Initiator）選擇一個(gè)目標(biāo)設(shè)備，并發(fā)）選擇一個(gè)目標(biāo)設(shè)備，并發(fā)送一條命令。送一條命令。n 目標(biāo)設(shè)備（目標(biāo)設(shè)備（Target）被選中并接收命令，即獲）被選中并接收命令，即獲得總線控制權(quán)，將命令傳

36、送到相應(yīng)的得總線控制權(quán)，將命令傳送到相應(yīng)的LUN（邏（邏輯單元）去執(zhí)行。輯單元）去執(zhí)行。n 目標(biāo)設(shè)備釋放總線。目標(biāo)設(shè)備釋放總線。LUN：物理外設(shè)；：物理外設(shè)； 執(zhí)行執(zhí)行SCSI命令所需的邏輯電路。命令所需的邏輯電路。 （每個(gè)（每個(gè)Target至少有一個(gè)至少有一個(gè)LUN）4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線四、工作過(guò)程四、工作過(guò)程60n SCSI ID每個(gè)每個(gè)SCSI設(shè)備有一個(gè)設(shè)備有一個(gè)ID，不能相同。，不能相同。優(yōu)先級(jí)：優(yōu)先級(jí)：ID7 ID6 ID0SCSI適配器（適配器（SCSI卡）卡） 可接可接7個(gè)設(shè)備個(gè)設(shè)備4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線四、工

37、作過(guò)程四、工作過(guò)程61n 總線階段總線階段 信號(hào)上的表現(xiàn)信號(hào)上的表現(xiàn)4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線四、工作過(guò)程四、工作過(guò)程總線階段總線階段SEL MSG C/D I/O數(shù)據(jù)方向數(shù)據(jù)方向數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型選擇選擇1 x x 0I T再選擇再選擇1 x x 1I T數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出0 0 0 0I T數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入0 0 0 1I T數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)命令命令0 0 1 0I T命令命令狀態(tài)狀態(tài)0 0 1 1I T狀態(tài)狀態(tài)消息輸出消息輸出0 1 1 0I T消息消息消息輸入消息輸入0 1 1 1I T消息消息62n 總線階段總線階段 SCSI 階段遷移圖（簡(jiǎn)化）階段遷移圖（

38、簡(jiǎn)化）4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線四、工作過(guò)程四、工作過(guò)程SCSI-1P123，圖，圖 4.12總線空閑總線空閑仲裁仲裁選擇選擇消息消息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)命令命令消息消息狀態(tài)狀態(tài)63n 總線階段總線階段例：例：Test Unit Ready 命令命令 階段遷移表階段遷移表 （6字節(jié)命令，命令碼為全字節(jié)命令，命令碼為全0）4.2 通信總線通信總線 4.2.2 SCSI 總線總線四、工作過(guò)程四、工作過(guò)程階段序號(hào)階段名DB7DB0說(shuō) 明0空閑空閑1仲裁仲裁C0H1100 00002選擇選擇81H1000 00013消息輸出消息輸出80HIdentify 消息消息 確認(rèn)設(shè)備確認(rèn)設(shè)備4

39、命令命令00H 發(fā)送發(fā)送 “Test Unit Ready” 命令命令5命令命令00H6命令命令00H7命令命令00H8命令命令00H9命令命令00H10狀態(tài)狀態(tài)00H操作成功（操作成功（Good 狀態(tài)）狀態(tài)）11消息輸入消息輸入00HCommand Complete 消息消息12空閑空閑命令執(zhí)行完畢命令執(zhí)行完畢ID7與與ID6競(jìng)爭(zhēng)總線，競(jìng)爭(zhēng)總線，ID7獲得控制權(quán)獲得控制權(quán)啟動(dòng)設(shè)備（啟動(dòng)設(shè)備（ID7）選）選擇目標(biāo)設(shè)備（擇目標(biāo)設(shè)備（ID0）654.2 通信總線通信總線 4.2.3 USB 總線總線USB：通用串行總線，：通用串行總線，Universal Serial BusA USB port

40、on the side of a PowerBook computer, along with the matching cable connector above it. Note the USB symbol that appears next to the port.USB Flash Drives (key drives) come in a variety of shapes and colors (one example is shown below). They store data on flash memory chips. The storage capacity vari

41、es, but anything from 16 MB to over a gigabyte are available.66n 目前目前PC機(jī)機(jī)I/O模式的缺點(diǎn)：模式的缺點(diǎn)：l PC外設(shè)日益豐富，接口、擴(kuò)展槽有限；種類繁外設(shè)日益豐富，接口、擴(kuò)展槽有限；種類繁多的接口電纜線。多的接口電纜線。l I/O資源分配（資源分配（I/O空間、空間、IRQ、DMA） 接口卡一多，上述資源可能耗盡。接口卡一多，上述資源可能耗盡。l 熱插拔、熱插拔、PnP的需求。的需求。4.2 通信總線通信總線 4.2.3 USB 總線總線一、對(duì)一、對(duì) USB 的需求的需求67n USB的特點(diǎn)的特點(diǎn)/優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l 單一接口

42、類型。單一接口類型。 4芯接口芯接口l 每個(gè)每個(gè)USB總線支持總線支持127個(gè)外設(shè)。個(gè)外設(shè)。l 整個(gè)整個(gè)USB系統(tǒng)只用一個(gè)端口、一個(gè)中斷系統(tǒng)只用一個(gè)端口、一個(gè)中斷 節(jié)省系統(tǒng)資源節(jié)省系統(tǒng)資源l 支持熱插拔、動(dòng)態(tài)加載驅(qū)動(dòng)程序：支持熱插拔、動(dòng)態(tài)加載驅(qū)動(dòng)程序：帶電拔出后自動(dòng)回收資源；帶電拔出后自動(dòng)回收資源；PnP，自動(dòng)配置。，自動(dòng)配置。4.2 通信總線通信總線 4.2.3 USB 總線總線一、對(duì)一、對(duì) USB 的需求的需求1：電源：電源2：D3：D4：GND采用采用差分傳送差分傳送68n USB的特點(diǎn)的特點(diǎn)/優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l 三種速率，適應(yīng)不同類型外設(shè)。三種速率，適應(yīng)不同類型外設(shè)。l 高速高速 480

43、Mbpsl 全速全速 12 Mbps電纜：屏蔽雙絞線，電纜：屏蔽雙絞線，5米米 掃描儀、活動(dòng)硬盤等掃描儀、活動(dòng)硬盤等l 低速低速 1.5 Mbps電纜：非屏蔽，電纜：非屏蔽，3米米 鍵盤、鼠標(biāo)、鍵盤、鼠標(biāo)、l 設(shè)備供電：設(shè)備供電：l 通過(guò)通過(guò)USB電纜供電（電纜供電（5V，500mA）、通過(guò)其它方式）、通過(guò)其它方式供電，或兩種方式的組合。供電，或兩種方式的組合。l 支持節(jié)約能源的掛起和喚醒方式。連續(xù)支持節(jié)約能源的掛起和喚醒方式。連續(xù)3ms總線無(wú)總線無(wú)活動(dòng)活動(dòng)自動(dòng)進(jìn)入掛起狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入掛起狀態(tài)設(shè)備電流設(shè)備電流500A。4.2 通信總線通信總線 4.2.3 USB 總線總線一、對(duì)一、對(duì) USB 的需求