(精品)微型计算机系统与接口7.ppt

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1、Home7.1 总线基本知识总线基本知识7.2 系统总线系统总线7.3 外总线外总线内容简介习题解答重点/难点总线是微型计算机系统的重要组成部分，总线是微型计算机系统的重要组成部分，是系统中传递各类信息的通道，也是微型计是系统中传递各类信息的通道，也是微型计算机系统中各模块间的物理接口，它负责算机系统中各模块间的物理接口，它负责CPU和其它部件之间信息的传递。通过本章和其它部件之间信息的传递。通过本章学习，熟悉总线的一般概念和微机系统总线学习，熟悉总线的一般概念和微机系统总线的组成，理解的组成，理解PCI总线、总线、RS-232-C总线和总线和USB总线的性能特点、连接方法及应用场合，总线的性

2、能特点、连接方法及应用场合，学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。Home内容简介Homeu总线的基本概念，包括总线的定义、描述总线的特征总线的基本概念，包括总线的定义、描述总线的特征要素以及总线的电气特性。要素以及总线的电气特性。u微机总线的组成结构，片内总线、内总线、外总线的微机总线的组成结构，片内总线、内总线、外总线的含义及其应用特点。含义及其应用特点。uPCI总线的工作原理、连接方式，以及总线的工作原理、连接方式，以及PCI配置的方配置的方法。法。uRS-232-C总线的接口特点、电气特性和使用方法。总线的接口特点、电气特性和使用方法。uUSB总线

3、的拓扑结构、功能特点和连接使用方法。总线的拓扑结构、功能特点和连接使用方法。重点与难点HomeNext1总线总线:是一组信号线的集合是一组信号线的集合.它是器件之间通信和它是器件之间通信和控制的的渠道控制的的渠道.1.微型计算机总线概述微型计算机总线概述 以分时分时的方法来为多个部件服务的 总线仲裁总线仲裁电路来避免总线冲突 总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度 总线频率总线频率是总线时钟频率 总线的宽度总线的宽度是指能够一次并行传送的信息位数 HomeNext2微型计算机的总线结构图微型计算机的总线结构图 HomeNextBackCPU北桥南桥RAMCacheAGPCRTBIOS

4、 PCIISA前端总线/CPU总线接口卡外设总线扩展槽KBD，Mouse串行/并行接口HDD/CDROM(IDE)FDDUSBHomeNext3三总线的的总线结构图三总线的的总线结构图 HomeNextBack4总线的分类总线的分类 异步并行总线 并行总线 同步并行总线 总线 异步串行总线 串行总线 同步串行总线 HomeNextBack5总线的性能比较总线的性能比较 HomeNextBack所以内部一般用并行总线，如PCI，ISA。外部一般用串行总线，如网线。并行总线 传输快 距离短 复杂成本高串行总线 传输慢 距离远 简单成本低6并行总线并行总线HomeNextBack 数据总线数据总线,

5、DB并行总线的构成并行总线的构成 地址总线地址总线,AB 控制总线控制总线,CB并行总线，随着技术的不断发展，正朝着高速，并行总线，随着技术的不断发展，正朝着高速，半同步，兼容的方向发展。半同步，兼容的方向发展。7串行总线串行总线传输方式单工：只能单向传数据。半双工：能相互传数据，但在一个时刻只能向一个方向传。全双工：在同一时刻，可以相互传数据。他们的区别：重在软件，而不是硬件。目前使用比较多的是S-232，S-423和USB标准。HomeBack1.PCI总线总线HomeNext1 PCI(Peripheral Component Interconnect)是是种即插即用的总线标准种即插即用

6、的总线标准,支持全面的自动配置。支持全面的自动配置。最大允许最大允许64位并行数据传输位并行数据传输 采用地址采用地址/数据总线复用方式数据总线复用方式 最高总线时钟可达最高总线时钟可达66MHZ 支持多总线结构和线性突发传输支持多总线结构和线性突发传输 最高峰值传输速度可达最高峰值传输速度可达528 MB/s.HomeNextBack2.PCI总线的系统总线的系统 2HomeNextBackPCIPCI总线的基本连接方式总线的基本连接方式 3HomeNextBack3.PCI总线的地址空间总线的地址空间 4 在在PCIPCI总线中，存在总线中，存在3 3种地址空间：种地址空间：MEMORYM

7、EMORYMEMORYMEMORY空间、空间、空间、空间、I/OI/OI/OI/O空间、配置空间空间、配置空间空间、配置空间空间、配置空间 CPUCPU的引脚上只支持的引脚上只支持I/OI/O和和MEMORY MEMORY 空间，并不空间，并不支持配置空间。支持配置空间。实际上，配置空间是通过使用实际上，配置空间是通过使用I/OI/O空间的部分空间的部分地址（地址（0 0CF8H-0CFCHCF8H-0CFCH，DWORDDWORD）来实现的。其来实现的。其中，将中，将0 0CF8HCF8H用做配置地址寄存器（用做配置地址寄存器（CFG-ADDRCFG-ADDR），），存放配置空间的地址，存放

8、配置空间的地址，0 0CFCHCFCH用做数据寄存器用做数据寄存器（CFG-DATACFG-DATA），），存放存放CPUCPU和和PCIPCI设备相互传递的数设备相互传递的数据。据。HomeNextBack4.ISA总线总线5ISA(Industry Standary Architecture)总线是8位/16位数据传输总线的工业标准。ISA是同步并行总线,有88根信号线,是在原来XT总线62线的基础上再扩充36线而成的.向上与XT总线系统兼容。ISA在PC机上,是南桥与键盘,鼠标,打印机等娱乐设备连接的接口,硬盘和光区也是接在ISA总线上的。4.AGP总线总线 6AGP（加速图形端口）是I

9、ntel为高性能图形和视频支持而专门设计的一种新型总线。AGP以PCI为基础，但在物理上、电气上和逻辑上独立于PCI。与PCI带有多个插槽的真正总线不同，AGP是专为系统中一块视频卡设计的点到点高性能连接，只有一个AGP插槽可以插入单块视频卡。HomeBackAGPAGP接口的系统结构接口的系统结构 7HomeBackHomeNext11.RS232C及及RS485总线总线 u RS-232-C总线总线 RS-232-C是美国电子工业协会EIA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。一个主通道和一个辅助通道 规定的数据传输速率为每秒50、75、

10、100等波特 传输距离短，一般用于20m以内的通信 u RS-485总线总线采用平衡发送和差分接收 采用半双工工作方式可以联网构成分布式系统，最多达128台驱动器和128接收器HomeNext2使用使用ModemModem的的RS-232CRS-232C接口接口 HomeNext3不使用不使用ModemModem的的RS-232CRS-232C接口接口 HomeNext4RS232CRS232C接口电路接口电路 HomeNext4 RS-485是一种串串行行总总线线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，传输信号能在

11、千米以外得到恢复。RS-485采用半双工半双工工作方式，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，可以省掉信号线HomeNext52.总线总线HomeNextBackUSB(UniversalSerialBus)是外围设备与计算机进行连接的接口总线即插即用，热拔插，接口体积小，节省资源，传输可靠，提供电源，良好的兼容性，共享式通信和低成本达到了480b/s的传输速度.半双工串行总线.HomeNext6高速外设的高速外设的USB线缆与电阻的连接线缆与电阻的连接HomeNextBack可见USB是半双工串口HomeNext7USB系统组成系统组成HomeNextBac

12、kHomeNext8USBUSB数据包的格式数据包的格式 HomeNextBackHomeNext9USB系统软件组成系统软件组成HomeNextBack 主控制器驱动程序主控制器驱动程序(HostControllerDriver)对USB交换的调度，并通过根HUB或其他的HUB完成对交换的初始化，在主控制器与USB设备之间建立通信信道。设备驱动程序设备驱动程序(USBDeviceDriver)驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商提供。USB芯片驱动程序芯片驱动程序(USBDriver)在设备设置时读取描述寄存器以获取USB设备的特征，并根据这些特征，在请求发生时组织数据传输

13、。HomeNext10USB的连接器的连接器 HomeNextBackUSB规定了两种连接器，分别称为规定了两种连接器，分别称为A系列和系列和B系列。通常计算机主机板上的连接器都是系列。通常计算机主机板上的连接器都是A系列系列的，的，B系列的连接器常见于设备端上。系列的连接器常见于设备端上。1234123412341234A系列B系列USB图标HomeNext11USB通信流通信流HomeNextBackHomeNext12USB通信流通信流HomeNextBackHomeNext133.IEEE13943.IEEE1394总线总线HomeNextBack IEEEl394是一种高性能的串串行

14、行总总线线，是Apple公司开发的计算机接口技术。IEEE1394作为一种数据传输的开开放放式式技术标准，能够以100Mbps、200Mbps和400Mbps的高速率进行声音、图像信息的实时传送，还可以传送数字数据以及设备控制指令。HomeNext14IEEE1394的接口协议的接口协议 HomeNextBackHomeNext15IEEE1394IEEE1394系统结构系统结构 HomeNextBack本章小本章小 结结通过本章的学习：通过本章的学习：理解总线的基本概念理解总线的基本概念 熟悉微型计算机总线的组成结构熟悉微型计算机总线的组成结构 掌握常用系统总线和局部总线的内部结掌握常用系统总线和局部总线的内部结构和工作原理构和工作原理熟悉在各种不同的应用场合中合理地选熟悉在各种不同的应用场合中合理地选择和使用总线择和使用总线HomeBack