微機(jī)原理與接口技術(shù)課件 07 總線及總線接口

1、12第第7 7章章 總線及總線接口總線及總線接口教學(xué)重點(diǎn)n 總線的類型總線的類型n IBM PC總線總線37.1 總線概述n微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中主要部件通過微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中主要部件通過系統(tǒng)總線相互連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使微機(jī)系統(tǒng)總線相互連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使微機(jī)系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn) n廣泛應(yīng)用的總線都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，便于互連各廣泛應(yīng)用的總線都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，便于互連各個(gè)部件時(shí)遵循共同的總線規(guī)范。接口的任一方個(gè)部件時(shí)遵循共同的總線規(guī)范。接口的任一方只需要根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求來實(shí)現(xiàn)和完成接口只需要根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求來實(shí)現(xiàn)和完成接口

2、的功能，而不必了解對方的接口方式的功能，而不必了解對方的接口方式n總線接口也是一種通用的接口技術(shù)總線接口也是一種通用的接口技術(shù) 4總線上的設(shè)備與使用特點(diǎn)n主設(shè)備主設(shè)備（Master Device）能控制總線）能控制總線完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備n從設(shè)備從設(shè)備（Slave Device）在主設(shè)備控制）在主設(shè)備控制下被動(dòng)完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備下被動(dòng)完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備n使用特點(diǎn)：使用特點(diǎn)： 在某一時(shí)刻，只能由一個(gè)主設(shè)備控制總線，其在某一時(shí)刻，只能由一個(gè)主設(shè)備控制總線，其他主設(shè)備此時(shí)可作為從設(shè)備出現(xiàn)他主設(shè)備此時(shí)可作為從設(shè)備出現(xiàn) 在某一時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備向總線上發(fā)送數(shù)在某一時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備向

3、總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個(gè)設(shè)備從總線上接收數(shù)據(jù)據(jù)，但可以有多個(gè)設(shè)備從總線上接收數(shù)據(jù)5總線的分類n按傳輸特點(diǎn)分類：按傳輸特點(diǎn)分類：并行總線并行總線、串行總線串行總線n按使用范圍分類：按使用范圍分類：內(nèi)總線：片內(nèi)總線內(nèi)總線：片內(nèi)總線、芯片總線芯片總線、板級(jí)總線板級(jí)總線外總線：設(shè)備總線外總線：設(shè)備總線、互連總線互連總線系統(tǒng)總線、局部總線系統(tǒng)總線、局部總線n按信號(hào)屬性分類：按信號(hào)屬性分類：數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線、地址總線地址總線、控制總線控制總線67.2.1 IBM PC總線nIBM PC總線是總線是IBM PC/XT機(jī)上使用的機(jī)上使用的8位系統(tǒng)總線位系統(tǒng)總線n有有62條信號(hào)線，用雙列插槽連接，分條信號(hào)線

4、，用雙列插槽連接，分A面面（元件面）和（元件面）和B面（焊接面）面（焊接面）n實(shí)際上是實(shí)際上是8088 CPU核心電路總線的擴(kuò)充核心電路總線的擴(kuò)充和重新驅(qū)動(dòng)和重新驅(qū)動(dòng)n與最大組態(tài)下的與最大組態(tài)下的8088總線相似總線相似71. 信號(hào)功能nD0D78位雙向數(shù)據(jù)線位雙向數(shù)據(jù)線nA0A1920位輸出地址線位輸出地址線nALE地址鎖存允許，每個(gè)地址鎖存允許，每個(gè)CPU 總線周期的總線周期的T1 狀態(tài)高電平有效狀態(tài)高電平有效nMEMR*存儲(chǔ)器讀，輸出、低有效存儲(chǔ)器讀，輸出、低有效nMEMW*存儲(chǔ)器寫，輸出、低有效存儲(chǔ)器寫，輸出、低有效nIOR*I/O讀，輸出、低有效讀，輸出、低有效nIOW*I/O寫，輸

5、出、低有效寫，輸出、低有效 nI/O CH RDYI/O通道準(zhǔn)備好，輸入、通道準(zhǔn)備好，輸入、 高有效高有效 81. 信號(hào)功能（續(xù)1）nIRQ2IRQ7中斷請求信號(hào)，輸入、高有效中斷請求信號(hào)，輸入、高有效nAEN地址允許信號(hào)，輸出、高有效，用于指地址允許信號(hào)，輸出、高有效，用于指示示DMA總線周期總線周期 nDRQ1DRQ3DMA請求信號(hào)，輸入、高有請求信號(hào)，輸入、高有效效nDACK0*DACK3*DMA響應(yīng)信號(hào)，輸出、響應(yīng)信號(hào)，輸出、低有效低有效nT/C計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，輸出、正脈沖有效計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，輸出、正脈沖有效 91. 信號(hào)功能（續(xù)2）nRESET復(fù)位信號(hào)，輸出、高有效復(fù)位信號(hào)，輸出、高有效

6、nIOCHCK*I/O通道校驗(yàn)，輸入、低有效通道校驗(yàn)，輸入、低有效nOSC晶振頻率脈沖，輸出晶振頻率脈沖，輸出14.31818MHz的主振頻率信號(hào)的主振頻率信號(hào)nCLK系統(tǒng)時(shí)鐘，輸出系統(tǒng)時(shí)鐘，輸出4.77MHz的系統(tǒng)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)鐘信號(hào)n5V、5V、12V、12V、GND電電源和地線源和地線102. 存儲(chǔ)器讀總線周期I/O CH RDYA19A0D7D0T4T3T2T1ALECLKMEMR*nT1狀態(tài)狀態(tài)送出存儲(chǔ)器地址送出存儲(chǔ)器地址nT2狀態(tài)狀態(tài)存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)有效存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)有效nT3狀態(tài)狀態(tài)檢測檢測I/O CH RDY準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)T

7、wnT4狀態(tài)狀態(tài)讀取存儲(chǔ)器送來的數(shù)據(jù)讀取存儲(chǔ)器送來的數(shù)據(jù)112. 存儲(chǔ)器寫總線周期I/O CH RDYA19A0D7D0T4T3T2T1ALECLKMEMW*nT1狀態(tài)狀態(tài)送出存儲(chǔ)器地址送出存儲(chǔ)器地址nT2狀態(tài)狀態(tài)存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)有效；存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)有效；同時(shí)送出數(shù)據(jù)同時(shí)送出數(shù)據(jù)nT3狀態(tài)狀態(tài)檢測檢測I/O CH RDY準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)TwnT4狀態(tài)狀態(tài)存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)123. I/O讀總線周期I/O CH RDYA15A0D7D0T4TwT3T2T1ALECLKIOR*nT1狀態(tài)狀態(tài)送出送出I/O地址地址nT2狀態(tài)狀態(tài)I/O讀控制

8、信號(hào)有效讀控制信號(hào)有效nT3狀態(tài)狀態(tài)確定插入一個(gè)等待狀態(tài)確定插入一個(gè)等待狀態(tài)TwnTw狀態(tài)狀態(tài)檢測檢測I/O CH RDY準(zhǔn)備好信號(hào)，準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否再插入等待狀態(tài)確定是否再插入等待狀態(tài)TwnT4狀態(tài)狀態(tài)CPU讀取外設(shè)送來的數(shù)據(jù)讀取外設(shè)送來的數(shù)據(jù)133. I/O寫總線周期I/O CH RDYA15A0D7D0T4TwT3T2T1ALECLKIOW*nT1狀態(tài)狀態(tài)送出送出I/O地址地址nT2狀態(tài)狀態(tài)I/O寫控制信號(hào)有效；同時(shí)在寫控制信號(hào)有效；同時(shí)在送出數(shù)據(jù)送出數(shù)據(jù)nT3狀態(tài)狀態(tài)確定插入一個(gè)等待狀態(tài)確定插入一個(gè)等待狀態(tài)TwnTw狀態(tài)狀態(tài)檢測檢測I/O CH RDY準(zhǔn)備好信號(hào)，準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是

9、否再插入等待狀態(tài)確定是否再插入等待狀態(tài)TwnT4狀態(tài)狀態(tài)外設(shè)讀取外設(shè)讀取CPU送來的數(shù)據(jù)送來的數(shù)據(jù)147.3 微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部總線和接口n第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)總線第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)總線S-100總線總線n面向工業(yè)控制領(lǐng)域的面向工業(yè)控制領(lǐng)域的STD總線總線n32位位PC機(jī)上的機(jī)上的ISA系統(tǒng)總線、系統(tǒng)總線、EISA總線、總線、VESA總線、總線、PCI總線、總線、PCI Express總線等總線等n還有存儲(chǔ)器總線、還有存儲(chǔ)器總線、加速圖形端口加速圖形端口AGP接口等接口等157.4 微機(jī)系統(tǒng)的外部總線和接口n傳統(tǒng)的串行接口傳統(tǒng)的串行接口COM、并行打印機(jī)接口、并行打印機(jī)接口LPTn輔存接口輔存接口ATA/IDE接口、接口、SCSI接口接口n通用串行總線通用串行總線USB接口接口nIEEE 1394視頻接口（視頻接口（Fire Wire火線）火線）167.5 微機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)1. 單一系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)單一系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)2. 南北橋結(jié)構(gòu)南北橋結(jié)構(gòu)3. 加速中心結(jié)