4、总线与接口.ppt

文档介绍：4. 总线与接口
本章内容
⑴总线基本概念
⑵总线技术
⑶常见系统总线
⑷接口基本概念
⑸常用接口标准
总线的基本功能、数据传送、总线驱动、性能指标等
总线标准的内容、ISA总线、PCI总线、AGP总线等
接口概念、功能、与CPU的通信方式、寻址和编程等
并行接口、串行接口、USB等
总线的概念、分类、结构等
总线基本概念
数据总线
计算机系统组成:
微处理器
存储器
输入设备
输出设备
地址总线
控制总线
总线是一组公用导线,一些数据源中的任何一个都可以利用它传送数据到另一个或多个目的。
在总线上,要使数据传送无错误,要有一定的时序,第一个事件结束后才能开始第二个事件。
⑴总线结构:
标准结构:以总线为中心,计算机所有设备均是总线挂接的外设(包括CPU)。
数据总线
存储器
I/O(1)
I/O(2)
地址总线
控制总线
微处理器
总线可以有多个设备的寻址和选择功能,即一条总线可以挂接多个设备。
数据总线(CDB),双向(输入/输出)
地址总线(CAB),单向(输出)
B),总体是双向(输入/输出),具体到某个控制线是单向的。
⑵总线分类
① CPU总线
实现CPU与存储器、CPU与I/O接口之间的连接,针对具体微处理器而设计,尚没有统一的规范。CPU总线一般是指CPU与芯片组之间的公用连接线。CPU总线上的时钟频率通常就是我们常说的外频频率。
按信息传送方向分类,总线分成单向总线、双向总线。按信号线分类,总线可分为数据总线、地址总线、控制总线。按传送形式又分成串行总线、并行总线。按总线在微机系统结构中所处的位置分类:内总线、系统总线、外总线(外设总线、设备总线)。
计算机的总线系统由处于计算机系统不同层次上的若干个总线组成:
CPU总线、系统总线、局部总线和外部总线。
②系统总线(板极总线、扩展槽总线)
主机系统与外围设备之间的通信通道,在主板上表现为与扩展槽线连接的逻辑电路和导线。
系统总线有统一的标准,包括与系统总线相连的插槽的标准,以便按照这些标准设计各类适配卡。
系统总线一般不针对某一微处理器开发,标准化程度较高。
常见的总线有:ISA总线、PCI总线、 AGP总线、 EISA总线、 VESA总线等。
④外部总线(通信总线)
用于计算机与各个外设、计算机、仪器仪表之间的数据通信的总线。
如USB总线、IEEE1394总线等。
这些外部总线实际上是主机与外设的接口。
标准化程度最高,可用于各种型号的微处理器.
③局部总线
用于某些特殊功能和用途而设计的总线,是系统总线的一部分,完成系统总线所不能完成的功能。
典型的局部总线包括PCI总线,VESA总线。
总线技术
⑴总线的基本功能
连接到总线上的部件有两种工作方式:主方式和从方式。
部件工作于主方式时可以控制总线并启动信息传输,工作于从方式时,只能按主部件的要求工作。
有的部件既可以工作于主方式也可以工作于从方式,但不能同时工作于两种方式。
总线有以下几方面的功能:
①总线数据传送;
②总线仲裁控制;
③出错处理;
④总线驱动;
⑵总线的数据传输
①申请分配阶段
由需要使用总线的模块或外设申请,通过总线分配仲裁功能确定把下一个传输周期的总线使用授权给申请者。
寻址阶段
总线完成一次数据传输的时间称为一个总线周期,一个总线周期可分为四个阶段:
取得总线使用权的模块通过总线发出本次访问模块或设备的地址,建立传输通路。
③传输阶段
主模块与其他模块或设备进行数据交换,数据由源模块发出经数据总线到目的模块。
④结束阶段
主模块的有关信息从系统总线上撤除,让出总线,以便其他模块能继续使用总线。
在一个系统中,有一个主控模块(如CPU)使用总线不需要申请、分配和撤除。