2022年内部总线,系统总线,外部总 .pdf

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1、内部总线，系统总线，外部总线任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接，但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU 直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。-微机中总线一般有 内部总线、系统总线和外部总线。内部总线 是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连；而系统总线 是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连；外部总线 则是微

2、机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备一级的互连。-另外，从广义上说，计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信，相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好，但由于占用的口线多，不适于小型化产品；而串行通信速率虽低，但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。串行通信一般可分为 异步模式和同步模式。-随着微电子技术和计算机技术的发展，总线技术也在不断地发展和完善，而使计算机总线技术种类繁多，各具特色。下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介绍。一、内部总线-1I 2C 总线-I2C（

3、Inter-IC）总线 10 多年前由 Philips 公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个 I2C 总线器件同时接到I2C 总线上，通过地址来识别通信对象。-2SPI 总线-串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口。Motorola 公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有 SPI硬件接口，如 68系列 MCU。SPI总线是一种 三线同步总线，因其硬件

4、功能很强，所以，与 SPI 有关的软件就相当简单，使 CPU 有更多的时间处理其他事务。-3 SCI 总线-串行通信接口 SCI（serial communication interface）也是由 Motorola 公司推出的。它是一种 通用异步通信接口UART，与 MCS-51 的异步通信功能基本相同。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -二、系统总线-1ISA 总线-ISA（industrial standard architecture）总线标准是 IBM 公司 1984 年为推出PC/AT 机而建立的系统总线标准，所以也叫AT 总线。它是对 XT 总

5、线的扩展，以适应 8/16 位数据总线要求。它在80286至 80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA 总线插槽。ISA 总线有 98 只引脚。-2EISA 总线-EISA 总线是 1988年由 Compaq等 9 家公司联合推出的总线标准。它是在 ISA总线的基础上使用 双层插座，在原来 ISA 总线的 98条信号线上又增加了98 条信号线，也就是在两条ISA 信号线之间添加一条EISA 信号线。在实用中，EISA总线完全兼容 ISA 总线信号。-3VESA 总线-VESA（video electronics standard association）总线是 1992 年

6、由 60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线，简称为VL(VESA local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和 Cache 的直接相连，通常把这部分总线称为CPU 总线或主总线，其他设备通过 VL总线与 CPU 总线相连，所以 VL总线被称为局部总线。它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64 位，使用 33MHz时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与 CPU 同步工作。是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。-4PCI总线-PCI（peripheral compone

7、nt interconnect）总线是当前最流行的总线之一，它是由 Intel公司推出的一种局部总线。它定义了32 位数据总线，且可扩展为64 位。PCI 总线主板插槽的体积比原ISA 总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/s，可同时支持多组外围设备。PCI 局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA（micro channel architecture）总线，但它不受制于处理器，是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。-5 Compact PCI -以上所列举的几种系统总线一般都用于商用PC机中，在计算机系统总线中，还有另一大类

8、 为适应工业现场环境而设计的系统总线，比如 STD总线、VME 总线、PC/104总线等。这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一Compact PCI。-Compact PCI的意思是“坚实的PCI”，是当今第一个采用 无源总线底板结构的 PCI 系统，是 PCI 总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。Compact PCI 是在原来 PCI 总线基础上改造而来，它利用 PCI 的优点，提供满足工业环境应用要求的高性能核心系统，同时还考虑名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME

9、 或 PC/104 来扩充系统的 I/O 和其他功能。三、外部总线-1RS-232-C总线-RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种 串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232 为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有 25 条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般 双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒 50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、96

10、00、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有 2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用 150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用 20m以内的通信。-2RS-485总线-在要求 通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485采用半双工

11、工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32 台驱动器和 32 台接收器。-3IEEE-488 总线-上述两种外部总线是串行总线，而IEEE-488 总线是并行总线接口标准。IEEE-488 总线用来连接系统，如微计算机、数字电压表、数码显示器等设备及其他仪器仪表均可用IEEE-488 总线装配起来。它按照位并行、字节串行双向异步方式传输信号，连接方式为总线方式，仪器设备直接并联于总线上而不需中介单元，但总线上最多可连接15 台设备。最大传输距离

12、为 20 米，信号传输速度一般为 500KB/s，最大传输速度为1MB/s。-4USB 总线-通用串行总线 USB（universal serial bus）是由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom 等 7 家世界著名的计算机和通信公司共同推出的一种新型接口标准。它基于 通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目的。它可以 为外设提供电源，而不像普通的使用串、并口的设备需要单独的供电系统。另外，快速是USB技术的突出特点之一，USB的最高传输率可达12Mbps比串口快 100 倍，比并口快近 10 倍，而且 USB还能支持多媒体。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -