原理与接口技术-第7章.ppt
《原理与接口技术-第7章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《原理与接口技术-第7章.ppt(17页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第7章 微机总线应用技术,学习目标本章主要介绍微机总线的基本概念、分类和特点。学习要求了解总线、总线标准、接口、接口标准的基本概念。了解几种主要的扩展总线。根据总线的3个性能指标能够计算总线带宽。,7.1微机总线技术概述,1基本概念(1)微机总线:一组按一定规范进行互连并能安全、迅速和有效传输信息的信号线,这组信号线包括地址线、数据线、控制线、电源线等几种信号线类型。微机总线是微型计算机系统各部件联系的纽带。(2)总线标准:国际工业界正式公布或推荐的把各种不同的模块组成计算机系统时必须遵守的规范。采用总线标准可以为计算机接口的软、硬件设计提供方便。(3)接口:接口是指CPU与其“外部世界”的连
2、接电路以及为管理它们所提供的软件,它是CPU与“外部世界”(如存储器、I/O设备、控制设备、通信设备等)进行信息交换的中转站。(4)接口标准:接口标准是指外设接口的规范和定义,它涉及外设接口的信号线定义、传输速率、传输方向、拓朴结构、电气和机械特性等方面。,2总线标准和接口标准的一般特点,总线标准和接口标准具有不同的特点。(1)微机总线的一般特点:公用性是微机总线的最重要的特点,不同类型的功能模块可以同时挂接到总线上,共享总线的资源。信号传输形式一般为并行传输方式。总线在微机主板上通常以多个扩展插槽形式提供使用。对每个微机系统来说,一般都有独立的数据线(Date Bus)、地址线(Addres
3、s Bus)和控制线(Control Bus)。(2)接口标准的一般特点:专用性是接口标准不同于总线标准的重要特点。接口上的信号传输形式既有并行也有串行传输。接口一般被安置在机箱外,以插头或插座形式提供使用。随着计算机和接口技术的迅速发展,总线标准和接口标准的区别越来越小,例如将AGP接口标准叫AGP总线等。,7.2总线分类,1微机总线的分类微机中的总线分类方法很多,常用的一种是依总线所处位置分类。(1)CPU总线:它是位于微处理器芯片内部的总线,用于ALU及各种寄存器等功能单元之间的相互连接。(2)元件级总线:它是一台单板计算机或一块CPU插件板使用的板上总线,用于芯片一级的连接。它一般是C
4、PU芯片引脚的延伸,当板上芯片较多时,一般都有锁存和驱动电路。(3)系统总线:它主要用于微机系统内部各插件板之间进行连接和传输信息,是微机系统最重要的一种总线。在主板上,它通常是指CPU的I/O接口单元与系统内存、L2 Cache和主板芯片组之间的数据、指令等传输通道。(4)局部总线:局部总线是介乎于CPU总线和系统总线之间的一级总线,是微机中常采用的一种重要总线。它的两侧都由桥接电路连接,分别面向CPU总线和系统总线。微机系统中的局部总线主要是指PCI总线,它是一种先进的局部总线标准。(5)通信总线(也叫外部总线):是系统之间或微机系统与通信设备之间进行通信的一组信号线。如广泛用于微机与外部
5、设备之间进行通信的USB和IEEE1394接口等。,2接口标准的分类,接口标准的分类方法也很多,若根据所连设备的性质及功能,大致有以下5种:(1)传统串/并行接口标准:它是微机系统中进行串行和并行输入输出基本端口。(2)外部存储设备接口标准:支持硬盘、光盘等存储介质的接口标准如SATA和SCSI接口标准。(3)视频显示接口标准:如支持三维图形数据高速显示的接口标准AGP。(4)测试仪器接口标准:提供和一些测试仪器仪表相连接的接口标准。如IEEE488和VXI接口标准。(5)通用外设接口标准:如USB、IEEE1394等,可以支持多种新型外设的通用型接口标准。,7.3几种常用的扩展总线,主板上都
6、有数条插槽供扩展I/O外设之用,总线就是通过插槽来连接CPU与外设插件的,通常也将这些连通插槽的总线称为扩展总线(Expansion Bus)。在总线发展历程中,主要有PC总线、ISA/EISA总线、PCI局部总线、PCI-E等。,图7-1 早期微机系统的总线层次结构,7.3几种常用的扩展总线,7.3.1 PC总线PC总线最早出现在IBM公司1981年推出的PC/XT系统中,它基于8位结构的8088处理器,也被称为PC/XT总线。PC总线沿用了3年多时间,直到1984年,IBM推出基于Intel超级16位80286处理器的PC/AT,系统总线才被16位的PC/AT总线所代替。7.3.2 ISA
7、/EISA总线ISA总线(Industry Standard Architecture,工业标准架构)是8/16位兼容的总线,也是早期网卡使用的总线接口,其最大数据传输率为8MBps和16MBps。ISA总线一直贯穿286和386SX时代,但在32位386DX处理器出现之后,16位宽度的ISA总线就遇到问题,总线数据传输慢得使处理器性能受到严重的制约。有鉴于此,康柏、惠普等9家厂商在1988年协同将ISA总线扩展到32位宽度,EISA(Extended Industry Standard Architecture,扩展工业标准架构)总线由此诞生。EISA总线的工作频率仍然保持在8MHz水平,但
8、受益于32位宽度,它的总线带宽提升到32MBps。另外,EISA可以完全兼容之前的8/16位ISA总线。EISA总线在计算机系统中与PCI总线共存了相当长的时间,直到2000年后EISA才正式彻底退出。,7.3.3 PCI局部总线,1PCI局部总线产生的背景Intel公司在1991年推出了PCI(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)局部总线。在1993年以后,由于从Pentium到P、P直到P4微处理器的工作频率不断迅速提高,使PCI局部总线的应用得以迅速推广。在台式机主板上,ATX结构的主板一般带有56个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都
9、带有23个PCI插槽。从结构上看,PCI局部总线实质上就是在CPU总线和ISA总线之间增加了一级总线。可将一些高速外设,例如磁盘控制器、图形卡等从ISA总线上卸下来而通过PCI局部总线直接挂到CPU总线上。,7.3.3 PCI局部总线,2PCI总线的特点(1)传输速率高。PCI能以133MB/s(32位)或266MB/s(64位)的速率传送数据,远比ISA总线的16MB/s快,缓解了I/O瓶颈。如高性能图形、视频图像、网络等应用程序,可以平滑地执行。(2)真正的兼容性,允许多总线共存。(3)独立于CPU。PCI总线可与Intel系列不同工作频率的CPU协同工作,这些CPU包括Intel 486
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 原理 接口 技术
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4981191.html