計(jì)算機(jī)總線技術(shù)課件

1、計(jì)算機(jī)總線技術(shù)計(jì)算機(jī)總線技術(shù)上章內(nèi)容回顧:第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)器執(zhí)行器對象測量變送x (t)e (t)u (t)q (t)y (t)z (t)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖9/10/20222計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧:第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)上章內(nèi)容回顧:第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.1 傳感器和變送器2.2 過程控制中常用的執(zhí)行器2.3 運(yùn)動(dòng)控制中常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)9/10/20223計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧:第2章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)(電壓、電流、頻率、氣壓信

2、號(hào)等)的器件或裝置變送器將工藝變量(如溫度、壓力、流量、物位等)和電、氣信號(hào)(如電流、電壓、頻率、氣壓信號(hào)等)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)執(zhí)行器接收來自調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移，去操縱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變控制量，使被控變量符合預(yù)期要求 上章內(nèi)容回顧:9/10/20224計(jì)算機(jī)控制技術(shù)傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)(傳感器和變送器-壓力檢測及變送壓力檢測方法：液柱式、彈性式、負(fù)荷式、電氣式 電容式差壓變送器、智能型差壓變送器上章內(nèi)容回顧:電容式差壓變送器結(jié)構(gòu)框圖9/10/20225計(jì)算機(jī)控制技術(shù)傳感器和變送器-壓力檢測及變送壓力檢測方法：液柱式、

3、彈性上章內(nèi)容回顧:傳感器和變送器-溫度檢測及變送+熱電阻輸入電橋放大電路反饋電路被測溫度t Cr -輸出電流Io熱電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換流程圖9/10/20226計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧:傳感器和變送器-溫度檢測及變送+熱電阻輸入上章內(nèi)容回顧:傳感器和變送器-流量檢測及變送卡曼渦街電磁流量計(jì)原理9/10/20227計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧:傳感器和變送器-流量檢測及變送卡曼渦街電磁上章內(nèi)容回顧：傳感器和變送器-液位檢測及變送差壓式液位變送器電容式物位傳感器9/10/20228計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：傳感器和變送器-液位檢測及變送差壓式液位變上章內(nèi)容回顧：傳感器和變送器-位置檢測接近開關(guān)光電開關(guān)編

4、碼器 行程開關(guān)9/10/20229計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：傳感器和變送器-位置檢測接近開關(guān)光電開關(guān)編上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器：接收控制器送來的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)流量，從而將被控變量維持在所要求數(shù)值上或一定范圍內(nèi)常見執(zhí)行器的構(gòu)成及控制形式調(diào)節(jié)器伺服放大器操作器電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)器電/氣轉(zhuǎn)換器氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)器電/氣閥門定位器氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥9/10/202210計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器：接收控制器送來的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器-氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 電氣轉(zhuǎn)換器9/10/202211計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器-氣動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)

5、構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)氣動(dòng)薄膜調(diào)上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器-電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方框圖9/10/202212計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：執(zhí)行器-電動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方框圖9/3/上章內(nèi)容回顧：運(yùn)動(dòng)控制中常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)液壓閥9/10/202213計(jì)算機(jī)控制技術(shù)上章內(nèi)容回顧：運(yùn)動(dòng)控制中常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)器步第3章計(jì)算機(jī)總線技術(shù)Bus Technology of Computer 9/10/202214計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第3章計(jì)算機(jī)總線技術(shù)Bus Technology of 計(jì)算機(jī)及總線9/10/202215計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)及總線9/3/202217計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1

6、總線的基本概念3.2 常用內(nèi)部總線3.4 現(xiàn)場總線3.3 常用外部總線本章主要內(nèi)容STD、ISA、PCI、AGPIEEE488、RS232、USBPROFIBUS、FF、HART總線分類、性能指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、控制9/10/202216計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念3.2 常用內(nèi)部總線3.4 現(xiàn)場總線33.1 總線的基本概念總線的分類總線的主要性能指標(biāo)總線的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范總線控制與總線傳輸9/10/202217計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念總線的分類9/3/202219計(jì)算機(jī)控3.1 總線的基本概念總線的定義總線就是一組信號(hào)線的集合，它定義了各引線的信號(hào)、電氣和機(jī)械特性，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的各

7、部件之間以及外部的各系統(tǒng)之間建立信號(hào)聯(lián)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞和通信?？偩€的特點(diǎn)規(guī)定了各引線的信號(hào)、時(shí)序、電氣和機(jī)械特性為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各部件、各模塊之間或計(jì)算機(jī)各系統(tǒng)之間提供了標(biāo)準(zhǔn)的公共信息通路采用總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)模板和設(shè)備具有很強(qiáng)的兼容性9/10/202218計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念總線的定義9/3/202220計(jì)算機(jī)控3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線內(nèi)部信息傳輸性質(zhì)：數(shù)據(jù)總線(Data Bus): 用于傳送數(shù)據(jù)信息 地址總線(Address Bus): 用于傳送地址信息控制總線(Control Bus): 用于傳遞控制信息電源總線(Power Bus): 用于向系統(tǒng)

8、提供電源9/10/202219計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線內(nèi)部信息傳輸性3.1 總線的基本概念-總線的分類數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)總線，數(shù)據(jù)總線位數(shù)是計(jì)算機(jī)的重要指標(biāo)，通常與微處理器字長一致，決定設(shè)備能并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小。地址總線是單向三態(tài)總線，只能從CPU傳向I/O端口或存儲(chǔ)器，地址總線位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，注意IO設(shè)備與內(nèi)存的獨(dú)立編址和統(tǒng)一編址。控制總線包括控制、時(shí)序和中斷信號(hào)線，單雙向都有，對總線性能起關(guān)鍵作用。9/10/202220計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的分類數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)總3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線在系統(tǒng)

9、結(jié)構(gòu)中的層次位置：片內(nèi)總線 (On-Chip BUS) 集成電路內(nèi)部，用來連接各功能單元的信息通路 如CPU芯片內(nèi)部連接ALU、寄存器、控制器等部件的信息通路內(nèi)部總線（Internal Bus) 用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部模塊（板）之間通信 如主板上連接CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等各種芯片的信息通路 包括STD、ISA、MCA、PCI、PCI-Express等外部總線（External Bus) 用于計(jì)算機(jī)之間或計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間通信 包括IEEE488、RS232、RS485、USB等9/10/202221計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的3.1 總線的基本概念-總線

10、的分類計(jì)算機(jī)總線層次結(jié)構(gòu)圖片內(nèi)總線計(jì)算機(jī)內(nèi)部9/10/202222計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的分類計(jì)算機(jī)總線層次結(jié)構(gòu)圖PC總線的發(fā)展歷程 XT總線以8088/8086為CPU的IBM/XT機(jī)ISA總線以80286為CPU的IBM/AT機(jī)MCA總線以80386為CPU的計(jì)算機(jī)EISA總線以80486為CPU的計(jì)算機(jī)PCI-Express總線PCI總線奔騰系列計(jì)算機(jī)9/10/202223計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PC總線的發(fā)展歷程 XT總線以8088/8086為CPU的I3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線數(shù)據(jù)傳輸方式 ：并行總線 (Parallel BUS) 每個(gè)信號(hào)都有自己的信號(hào)線 傳

11、輸速度快、接口簡單 使用電纜線數(shù)多串行總線（Serial Bus) 多個(gè)信號(hào)復(fù)用少量信號(hào)線 電纜線數(shù)少，便于遠(yuǎn)距離傳播 信號(hào)傳輸慢，接口復(fù)雜9/10/202224計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的分類按總線數(shù)據(jù)傳輸方式 3.1 總線的基本概念-總線的性能指標(biāo)總線頻率 ：即總線工作時(shí)鐘頻率，單位為MHz是影響總線傳輸速率的重要因素之一總線寬度 ：總線可同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，單位為bit（位）總線寬度越大，在同一時(shí)刻就能夠傳輸更多數(shù)據(jù)總線帶寬 ：即總線傳輸率，表示在總線上每秒傳輸字節(jié)多少，單位是MB/S總線帶寬(MB/s)= 1/8總線寬度總線頻率9/10/202225計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1

12、 總線的基本概念-總線的性能指標(biāo)總線頻率 ：9/3.1 總線的基本概念-總線的性能指標(biāo)同步方式 ：分為同步方式和異步方式同步方式下，總線上主模塊與從模塊進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間是固定的，嚴(yán)格按照系統(tǒng)時(shí)鐘來進(jìn)行模塊間的傳輸操作異步方式通過握手實(shí)現(xiàn)總線控制方式：傳輸方式、仲裁方式、中斷分配、設(shè)備自動(dòng)配置等總線復(fù)用：通常數(shù)據(jù)總線和地址總線是物理上分開的為提高利用率，可以將總線分時(shí)復(fù)用9/10/202226計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的性能指標(biāo)同步方式 ：9/幾種微型計(jì)算機(jī)總線性能參數(shù) 名稱ISAEISASTDMCAPCI適用機(jī)型80286,386,486系列機(jī)386,486,586 IB

13、M系列機(jī)Z-80，IBM-PC系列機(jī)IBM個(gè)人機(jī)與工作站586個(gè)人機(jī), PowerPC, Alpha工作站最大傳輸率8MB/s33MB/s2MB/s33MB/s133MB/s總線寬度8/16位32位8/16位32位32位總線頻率8MHz8.33MHz2MHz10MHz2033MHz同步方式半同步同步同步異步同步地址寬度2432243232/64負(fù)載能力86無限制無限制3信號(hào)線數(shù)981435610912064位擴(kuò)展不可無規(guī)定不可可可9/10/202227計(jì)算機(jī)控制技術(shù)幾種微型計(jì)算機(jī)總線性能參數(shù) 名稱ISAEISASTDMCAP3.1 總線的基本概念-總線的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范總線標(biāo)準(zhǔn) ：所謂總線標(biāo)準(zhǔn)就是對

14、總線的插座尺寸、引線數(shù)目、信號(hào)和時(shí)序所作的統(tǒng)一規(guī)定總線標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾方面的特性： 機(jī)械特性：規(guī)定模板尺寸、插頭、連接器的形狀、尺寸等規(guī)格位置電氣特性：規(guī)定信號(hào)的邏輯電平、最大額定負(fù)載能力、信號(hào)傳遞方向及電源電壓等功能特性：規(guī)定每個(gè)引腳名稱、功能、時(shí)序及協(xié)議時(shí)間特性：規(guī)定總線中任一根線在什么時(shí)間內(nèi)有效9/10/202228計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范總線標(biāo)準(zhǔn) ：93.1 總線的基本概念-總線的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范總線的模板化結(jié)構(gòu)：按功能劃分計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件，并按總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)成由總線連接的模板結(jié)構(gòu)：CPU主板、RAM/ROM存儲(chǔ)板、A/D、D/A、DI、DO等總線模板化結(jié)構(gòu)的優(yōu)

15、點(diǎn)： 增加計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通用性、靈活性、開放性、擴(kuò)展性和可靠性為系統(tǒng)的維修提供了方便9/10/202229計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范總線的模板化結(jié)3.1 總線的基本概念-總線控制與總線傳輸總線控制：設(shè)備按有無控制功能可分為主設(shè)備和從設(shè)備主設(shè)備對設(shè)備有控制權(quán)，從設(shè)備只能接收數(shù)據(jù)只有獲得總線使用權(quán)的主設(shè)備才能傳送數(shù)據(jù)總線可能同時(shí)有多個(gè)設(shè)備申請占用總線，為保證某一時(shí)刻只有一個(gè)設(shè)備獲得總線使用權(quán)，需設(shè)置設(shè)備優(yōu)先級(jí)9/10/202230計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線控制與總線傳輸總線控制：93.1 總線的基本概念-總線控制與總線傳輸總線傳輸：總線上的數(shù)據(jù)在主模塊的控

16、制下進(jìn)行傳送總線在完成一次傳輸周期時(shí)，一般可分為四個(gè)階段2尋址階段主模塊和從模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)由源模塊發(fā)出經(jīng)數(shù)據(jù)總線流入目的模塊主模塊的有關(guān)信息均從系統(tǒng)總線上撤除，讓出總線使用權(quán)1申請分配階段需要使用總線的主模塊提出申請，經(jīng)總線仲裁機(jī)構(gòu)決定在下一傳輸周期是否能獲得總線使用權(quán)取得使用權(quán)的主模塊通過總線發(fā)出打算訪問的從模塊存儲(chǔ)地址或設(shè)備地址及有關(guān)命令，啟動(dòng)參與傳輸?shù)膹哪K3數(shù)據(jù)傳輸階段4結(jié)束階段9/10/202231計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.1 總線的基本概念-總線控制與總線傳輸總線傳輸：23.2 內(nèi)部總線 STD總線 PC系列總線本節(jié)主要內(nèi)容9/10/202232計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.2 內(nèi)部總線 ST

17、D總線本節(jié)主要內(nèi)容9/3/20221978年美國PRO-LOG公司推出的一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微型計(jì)算機(jī)總線，STD是STANDARD縮寫1987年，被定名為IEEE961，1989年開發(fā)出STD32STD總線起初設(shè)計(jì)為可用于64K存儲(chǔ)空間的8位總線，后發(fā)展成可用于尋址16M空間的16位總線3.2.1 STD總線STD總線的特點(diǎn)：56根并行總線，采用小模板結(jié)構(gòu), 尺寸為165114mm模塊化的總體設(shè)計(jì)布局開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兼容式總線結(jié)構(gòu)，擁有豐富的I/O功能，廣泛適用于工業(yè)控制小模板結(jié)構(gòu)，模板尺寸小,可減少?zèng)_擊和震動(dòng)的影響9/10/202233計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1978年美國PRO-LOG公司推出的一種工業(yè)標(biāo)

18、準(zhǔn)微型計(jì)算機(jī)56根并行總線都有明確的定義，按功能可分為五類(1)邏輯電源線6根(引線16)(2)數(shù)據(jù)總線8根(引線714)(3)地址總線16根(引線1530)(4)控制總線22根(引線3152)(5)輔助電源線4根(引線5356)STD總線的信號(hào)分配9/10/202234計(jì)算機(jī)控制技術(shù)56根并行總線都有明確的定義，按功能可分為五類STD總線的信9/10/202235計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/3/202237計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/10/202236計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/3/202238計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總線低位地址A0A12直接連接到各存儲(chǔ)器芯片STD總線與存儲(chǔ)器連接方法高位地址A13A15用來選片（可選64K基本

19、存儲(chǔ)器，通過擴(kuò)展，可增至128K）9/10/202237計(jì)算機(jī)控制技術(shù)總線低位地址A0A12直接連接到各存儲(chǔ)器芯片STD總線與存地址碼的低位字節(jié)連接到總線譯碼器, 形成6根選板信號(hào)和2根選口信號(hào), 選通I/O端口工作STD總線與I/O的連接方法（可選256個(gè)口，擴(kuò)展后可增至512個(gè)口）9/10/202238計(jì)算機(jī)控制技術(shù)地址碼的低位字節(jié)連接到總線譯碼器, 形成6根選板信號(hào)和2根選ISA總線MCA：微通道體系結(jié)構(gòu)EISA總線PCI局部總線3.3.2 PC系列總線9/10/202239計(jì)算機(jī)控制技術(shù)ISA總線3.3.2 PC系列總線9/3/202241計(jì)算機(jī)最早的PC總線-S100 1975年，一

20、家位于美國新墨西哥鎮(zhèn)，名為MITS的公司，由Ed Roberts以8080微處理器設(shè)計(jì)安裝了全球第一臺(tái)PC-Altair單板機(jī)系統(tǒng)。正如世界上許多重大發(fā)明人們在其必然性之后總是談?wù)撈渑既恍砸粯?，PC總線的出現(xiàn)也有偶然性：這個(gè)全球第一臺(tái)PC不幸在運(yùn)輸中丟失，Roberts只好重新開始設(shè)計(jì)，正是他利用了面向總線技術(shù)，較快回憶起并重新做出Altair，在其結(jié)構(gòu)中，制成了全球第一條PC擴(kuò)展總線，當(dāng)把Altair總線推向世界并被制造商接受后，便有了一個(gè)名字：S100，后來基于S100型總線得到了IEEE認(rèn)可，被命名為IEEE 696總線標(biāo)準(zhǔn)。1981年，IBM公司推出PCXT總線 3.3.2 PC系列總

21、線9/10/202240計(jì)算機(jī)控制技術(shù)最早的PC總線-S1003.3.2 PC系列總線9/PC系列總線的發(fā)展9/10/202241計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PC系列總線的發(fā)展9/3/202243計(jì)算機(jī)控制技術(shù)技嘉 965P-DS3CPU 種類：Core2 Extreme/賽揚(yáng)D/奔騰4/Core 2 Duo/PentiumD總線頻率 ：FSB 1333MHz顯卡插槽 ：PCI-E 16XPCI插槽 ：3條PCI 插槽,3條PCI-E 1X 硬盤插槽 ：IDE 1個(gè)，SATAII 2個(gè)9/10/202242計(jì)算機(jī)控制技術(shù)技嘉 965P-DS3CPU 種類：總線頻率 ：FSB 13從1982年以后，逐步確立的

22、IBM公司工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，簡稱ISA（Industry Standard Architecture）總線，有時(shí)也稱為PCAT總線 問世較早，是8位、16位數(shù)據(jù)傳輸總線的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)最高傳輸速率8Mbps尋址空間為16MB將CPU看作唯一的主模塊，其余外設(shè)均為從模塊，包括可以暫時(shí)掌握總線的DMA和協(xié)處理器ISA總線9/10/202243計(jì)算機(jī)控制技術(shù)從1982年以后，逐步確立的IBM公司工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，簡稱9/10/202244計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/3/202246計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一塊基于ISA總線的聲卡9/10/202245計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一塊基于ISA總線的聲卡9/3/202247計(jì)算機(jī)控制技術(shù)強(qiáng)大

23、的CPU處理能力與低性能系統(tǒng)總線形成瓶頸1987年，IBM在推出386時(shí)提出數(shù)據(jù)、地址總線寬度32位，支持4GB的尋址能力數(shù)據(jù)傳輸速率33Mbps配有總線仲裁機(jī)構(gòu)，可支持16個(gè)總線主控制器 在電氣及物理上與ISA不兼容，不支持ISA外設(shè) IBM沒有公布標(biāo)準(zhǔn)MCA總線（Micro Channel Architechure）9/10/202246計(jì)算機(jī)控制技術(shù)強(qiáng)大的CPU處理能力與低性能系統(tǒng)總線形成瓶頸MCA總線（Mi1989年，康柏公司等9家公司聯(lián)合推出32位數(shù)據(jù)總線，支持32位地址通路數(shù)據(jù)傳輸速率為33Mbit/s總線主控技術(shù)，擴(kuò)展卡上具有總線主控處理器與ISA兼容，支持多個(gè)主模塊可以自動(dòng)根據(jù)

24、需要進(jìn)行32、16、8位數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換支持多總線主控模塊擴(kuò)展卡的安裝十分容易，可根據(jù)配置文件自動(dòng)配置系統(tǒng)和擴(kuò)展板EISA總線（Extension Industry Standard Architecture）9/10/202247計(jì)算機(jī)控制技術(shù)1989年，康柏公司等9家公司聯(lián)合推出EISA總線9/3/2EISA并沒有重復(fù)ISA的輝煌，它的成本過高，且速度潛力有限；另外在還沒有來得及成為正式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，更先進(jìn)的PCI總線就開始出現(xiàn)，EISA也就成為附庸。不過，EISA總線并沒有因此快速消失，它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與PCI總線共存了很長的時(shí)光，直到2000年后EISA才正式徹底退出而此時(shí)距EISA標(biāo)準(zhǔn)

25、的提出已經(jīng)過去了12年。EISA總線（Extension Industry Standard Architecture）9/10/202248計(jì)算機(jī)控制技術(shù)EISA并沒有重復(fù)ISA的輝煌，它的成本過高，且速度潛力有限微處理器快速發(fā)展使增強(qiáng)型總線標(biāo)準(zhǔn)EISA等也顯落后PCI(Peripheral Component Interconnect，設(shè)備部件互連)總線是一種高性能局部總線，它是1992年由Intel公司帶頭制定的設(shè)備總線標(biāo)準(zhǔn)支持64位數(shù)據(jù)傳送、多總線主控模塊、線性猝發(fā)傳輸具有即插即用功能(Plug and Play, PnP)PCI總線工作頻率為33MHz，不受CPU工作頻率限制最高傳送

26、數(shù)據(jù)133MB/s（64位可達(dá)266MB/s）兼容性強(qiáng)、成本低PCI局部總線9/10/202249計(jì)算機(jī)控制技術(shù)微處理器快速發(fā)展使增強(qiáng)型總線標(biāo)準(zhǔn)EISA等也顯落后PCI局部9/10/202250計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/3/202252計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PCI總線特有的配置寄存器為用戶使用提供了方便。系統(tǒng)嵌入自動(dòng)配置軟件，在加電時(shí)自動(dòng)配置PCI擴(kuò)展卡，為用戶提供了簡便的使用方法。 PCI局部總線已形成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其高性能總線體系結(jié)構(gòu)滿足了不同系統(tǒng)需求，低成本的PCI總線構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)達(dá)到了較高的性能/價(jià)格比水平。PCI總線被應(yīng)用于多種平臺(tái)和體系結(jié)構(gòu)中PCI總線的組件、擴(kuò)展板接口與處理器無關(guān)，在多處理器系統(tǒng)

27、結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)能高效地在多個(gè)處理器間傳輸。與處理器無關(guān)的特性，使PCI總線具有很好的I/O性能，最大限度使用各類CPU/RAM的局部總線操作系統(tǒng)、各類高檔圖形設(shè)備和各類高速外部設(shè)備，如SCSI、HDTV、3D等。9/10/202251計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PCI總線特有的配置寄存器為用戶使用提供了方便。系統(tǒng)嵌入自動(dòng)PCI總線結(jié)構(gòu)9/10/202252計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PCI總線結(jié)構(gòu)9/3/202254計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/10/202253計(jì)算機(jī)控制技術(shù)9/3/202255計(jì)算機(jī)控制技術(shù)隨著微處理器性能的次次攀高，PC在耗費(fèi)大量數(shù)據(jù)的圖形和圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷深入 英特爾于1996年7月正式推出AGP接口，

28、它是一種顯示卡專用的局部總線 AGP總線實(shí)質(zhì)上是對PCI技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)充。AGP總線與PCI總線不同，其地址和數(shù)據(jù)線分離（PCI是49根信號(hào)，而AGP總線是65根），可實(shí)現(xiàn)“流水線”處理 AGP標(biāo)準(zhǔn)在使用32位總線時(shí)，有66MHz和133MHz兩種工作頻率，最高數(shù)據(jù)傳輸率為266Mbps和533Mbps，而PCI總線理論上的最大傳輸率僅為133Mbps。AGP 8X模式下，數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到了2.1GB/s。 AGP總線（Accelerate Graphical Port ）9/10/202254計(jì)算機(jī)控制技術(shù)隨著微處理器性能的次次攀高，PC在耗費(fèi)大量數(shù)據(jù)的圖形和圖像處AGP 4x總線顯卡 支持A

29、GP 4x總線的主板 9/10/202255計(jì)算機(jī)控制技術(shù)AGP 4x總線顯卡 支持AGP 4x總線的主板 9/3/2Intel在2004年的處理器和芯片組的計(jì)劃中，沒有提到任何關(guān)于AGP的字眼，新的芯片組將不支持AGP總線Intel是希望通過這種方式使顯卡從AGP迅速轉(zhuǎn)為PCI Express VIA（威盛）和SIS（矽統(tǒng)）等芯片廠商也將逐步減少AGP接口 AGP總線9/10/202256計(jì)算機(jī)控制技術(shù)Intel在2004年的處理器和芯片組的計(jì)劃中，沒有提到任何PCI 總線只有133MB/S，帶寬早已不堪負(fù)荷。在經(jīng)歷了長達(dá)10年修補(bǔ)補(bǔ)，PCI 總線已無法滿足電腦性能提升要求，必須由帶寬更大、

30、適應(yīng)性更廣、發(fā)展?jié)摿Ω畹男乱淮偩€取而代之PCI-Express是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，它原來的名稱為“3GIO” （Third-Generation Input/Output，第三代輸入/輸出總線），由英特爾提出，英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。交由PCI-SIG（PCI特殊興趣組織）認(rèn)證發(fā)布后才改名為“PCI-Express”。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達(dá)到5GB/s以上，且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?PCI-Expresss總線9/10/202257計(jì)算機(jī)控制技術(shù)PCI 總線只有133MB/S，帶寬

31、早已不堪負(fù)荷。在經(jīng)歷了長2002年7月23日，PCI-SIG 正式公布PCI Express 1.0 規(guī)范2003年1月，PCI-E1.0正式發(fā)布 2007年1月，PCI-E2.0發(fā)布，數(shù)據(jù)傳輸率從2.5Gbps翻番至5Gbps ，x16 的傳輸提高到約 16 Gbps 預(yù)計(jì)2010年，推出PCI-E3.0PCI-Expresss總線9/10/202258計(jì)算機(jī)控制技術(shù)2002年7月23日，PCI-SIG 正式公布PCI Exp技嘉 965P-DS3CPU 種類：Core2 Extreme/賽揚(yáng)D/奔騰4/Core 2 Duo/PentiumD總線頻率 ：FSB 1333MHz顯卡插槽 ：PC

32、I-E 16XPCI插槽 ：3條PCI 插槽,3條PCI-E 1X 硬盤插槽 ：IDE 1個(gè)，SATAII 2個(gè)Giga-Byte9/10/202259計(jì)算機(jī)控制技術(shù)技嘉 965P-DS3CPU 種類：總線頻率 ：FSB 133.3 外部總線 外部總線又稱通信總線，用于計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端、計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備及計(jì)算機(jī)與測量儀器儀表之間的通信。外部總線分為并行總線和串行總線9/10/202260計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3 外部總線 外部總線又稱通信總線，用于計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算3.3 外部總線 IEEE-488總線RS-232-C總線 RS-422和RS-485總線 通用串行總線（USB）本節(jié)主要內(nèi)

33、容9/10/202261計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3 外部總線 IEEE-488總線本節(jié)主要內(nèi)容9/3/2IEEE-488是1965年由美國惠普公司開發(fā)的并行通訊總線GPIB (General-Purpose Interface Bus) 通用接口總線，很多打印機(jī)通過GPIB線以及GPIB接口與電腦相連。 1965年 惠普公司設(shè)計(jì)HP-IB （Interface Bus）1975年 HP-IB變成IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)1987年IEEE488.2被采納, IEEE488-1978變成IEEE488.1-19871990年 SCPI規(guī)范被引入IEEE 488儀器1992年 修訂IEEE 488.21993

34、年 NI公司提出HS4883.3.1 IEEE-488總線9/10/202262計(jì)算機(jī)控制技術(shù)IEEE-488是1965年由美國惠普公司開發(fā)的并行通訊總線數(shù)據(jù)傳輸率=10Mbit/s總線上的設(shè)備數(shù)不得多于15個(gè)電纜總長度不超過20m，兩設(shè)備間不超過2m采用負(fù)邏輯，小于0.8V表示邏輯1，大于2V表示邏輯0使用IEEE-488的約定9/10/202263計(jì)算機(jī)控制技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸率2.4V邏輯0 2.全雙工通信接口電路 RS-232-C總線的接口電路9/10/202280計(jì)算機(jī)控制技術(shù)全雙工通信接口電路 RS-232-C總線的接口電路9/3/2USB轉(zhuǎn)232電纜PCI-E串口卡MOXA多串口卡9/1

35、0/202281計(jì)算機(jī)控制技術(shù)USB轉(zhuǎn)232電纜PCI-E串口卡MOXA多串口卡9/3/23.3.3 RS-422和RS-485總線 RS-422A標(biāo)準(zhǔn)接口 RS-422由RS-232C發(fā)展而來RS-422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向平衡傳輸總線標(biāo)準(zhǔn) RS-422標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙端電氣接口型式，使用雙端線傳送信號(hào)。通過傳輸線驅(qū)動(dòng)器，把邏輯電平變換成電位差，完成始端信息傳送通過傳輸線接收器，把電位差轉(zhuǎn)變成邏輯電平，實(shí)現(xiàn)終端信息接收邏輯1 2.4V邏輯0 12KQ12KQ9/10/202287計(jì)算機(jī)控制技術(shù)比較項(xiàng)目RS-422RS-485驅(qū)動(dòng)方式平衡平衡可連接的臺(tái)數(shù)3.3.4 串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器 計(jì)

36、算機(jī)通常提供RS232接口，通常可用轉(zhuǎn)換器件實(shí)現(xiàn)232-485轉(zhuǎn)換。9/10/202288計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3.4 串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器 計(jì)算機(jī)通常提供RS232接口3.3.4 串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器 計(jì)算機(jī)通常提供RS232接口，通常可用轉(zhuǎn)換器件實(shí)現(xiàn)232-485、232-422轉(zhuǎn)換。9/10/202289計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3.4 串行總線協(xié)議轉(zhuǎn)換器 計(jì)算機(jī)通常提供RS232接口3.3.5 USB通用串行總線9/10/202290計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3.5 USB通用串行總線9/3/202292計(jì)算機(jī)控制USB設(shè)備的主要特點(diǎn)采用USB接口的設(shè)備支持熱拔插USB接口可以同時(shí)連接127臺(tái)USB設(shè)備。速度

37、方面，USB 1.1總線規(guī)范定義了12 Mb/s的帶寬，而USB2.0可提供480Mb/s的傳輸速度。USB總線能夠提供500 mA電流，可驅(qū)動(dòng)耗電量較少的設(shè)備3.3.5 USB通用串行總線USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)由IBM、Compaq、Intel、Microsoft、Nec等公司聯(lián)合制定USB1.0、USB1.1、USB2.0和USB On-The-Go（OTG）總線標(biāo)準(zhǔn)USB1.1有低速模式和全速模式； USB2.0推出高速模式9/10/202291計(jì)算機(jī)控制技術(shù)USB設(shè)備的主要特點(diǎn)3.3.5 USB通用串行總線USB協(xié)議USB傳輸速率及其適用范圍 3.3.5 USB通用串行總線9/10/202292計(jì)算機(jī)控制技術(shù)USB傳輸速率及其適用范圍 3.3.5 USB通用串行總線93.3.5 USB通用串行總線USB轉(zhuǎn)IDE USB攝像頭 USB手機(jī)充電器 9/10/202293計(jì)算機(jī)控制技術(shù)3.3.5 USB通用串行總線USB轉(zhuǎn)IDE USB攝像頭 USB總