第6章 輸入輸出接口及總線

第6章輸入輸出接口與總線6.1微機I/O接口6.2總線接口電路按功能可分為兩類:使微處理器正常工作所需的輔助電路時鐘發(fā)生器82598253輸入輸出接口電路82558251A/D、D/A6.1微機I/O接口6.1.1I/O接口的功能6.1.2簡單的輸入輸出接口6.1.3I/O端口及其尋址方式6.1.4CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式6.1.5PC機的I/O地址分配為什么要設(shè)置接口電路CPU與外設(shè)兩者的信號線不兼容，在信號線功能定義、邏輯定義和時序關(guān)系上都不一致

兩者的工作速度不兼容，CPU速度高，外設(shè)速度低若不通過接口，而由CPU直接對外設(shè)的操作實施控制，就會使CPU處于窮于應付與外設(shè)打交道之中，大大降低CPU的效率若外部設(shè)備直接由CPU控制，也會使外設(shè)的硬件結(jié)構(gòu)依賴于CPU，對外設(shè)本身的發(fā)展不利。

數(shù)字化存儲示波器、數(shù)字化萬用表終端、調(diào)制解調(diào)器A/D轉(zhuǎn)換器開關(guān)量輸入

D/A轉(zhuǎn)換器開關(guān)量輸出鍵盤、鼠標、數(shù)字化儀、光筆、圖形輸入儀麥克風、掃描儀打印機顯示器磁盤磁帶軟盤光盤智能儀器接口通信接口過程控制接口輸入接口輸出接口外存接口CPU內(nèi)存DB

AB

CB微機系統(tǒng)各類接口框圖

I/O接口的基本功能1．數(shù)據(jù)緩沖功能2．端口選擇功能3.信號轉(zhuǎn)換功能4．接收和執(zhí)行CPU命令的功能5.中斷管理功能6．可編程功能7.返回外設(shè)狀態(tài)的功能8.數(shù)據(jù)寬度與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能1.數(shù)據(jù)緩沖功能接口電路中一般都設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器或鎖存器數(shù)據(jù)口，以解決高速的主機與低速的外設(shè)之間的速度匹配問題，避免因主機與外設(shè)的速度不匹配而丟失數(shù)據(jù)。2．端口選擇功能微機系統(tǒng)中常有多個外設(shè)，而CPU在任一時刻只能與一個端口交換信息，因此需要通過接口的地址譯碼電路對端口進行尋址。3.信號轉(zhuǎn)換功能外設(shè)所提供的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信號可能與微機的總線信號不兼容，所以接口電路應進行相應的信號轉(zhuǎn)換。4．接收和執(zhí)行CPU命令的功能CPU對外設(shè)的控制命令一般以代碼形式輸出到接口電路的控制端口，接口電路對命令代碼進行識別、分析，分解成若干控制信號，傳送到I/O設(shè)備，并產(chǎn)生相應的具體操作。5.中斷管理功能當外設(shè)需要及時得到CPU的服務，特別是出現(xiàn)故障需要CPU立即處理時，就要求接口中設(shè)置中斷控制器，以便于CPU處理有關(guān)中斷事務（如中斷請求、中斷優(yōu)先級排隊、提供中斷向量等）。6．可編程功能由于I/O接口電路大多由可編程接口芯片組成，因此就有可能在不改變硬件電路的情況下，只要修改接口驅(qū)動程序就可以改變接口的工作方式，提高了接口的靈活性和可擴充性，使接口向智能化方向發(fā)展。7.返回外設(shè)狀態(tài)的功能接口電路在執(zhí)行命令之前、執(zhí)行命令過程中和執(zhí)行命令之后，外部設(shè)備及接口電路都會有一些情況發(fā)生，包括正常工作狀態(tài)和故障狀態(tài)?！懊Α?、“閑”、“準備就緒”、“未準備就緒”、“滿”、“空”、“溢出錯”、“格式錯”等接口中一般都設(shè)置狀態(tài)寄存器，稱“狀態(tài)口”。狀態(tài)信號以狀態(tài)代碼形式存放在接口電路的狀態(tài)寄存器中。CPU從狀態(tài)口讀取狀態(tài)信息，供CPU作出判斷與處理。8.數(shù)據(jù)寬度與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能CPU所處理的是并行數(shù)據(jù)，而有的外設(shè)只能處理串行數(shù)據(jù)，接口應具有數(shù)據(jù)“并串”、“串并”的轉(zhuǎn)換能力。CPU與有些外設(shè)交換數(shù)據(jù)時，要求按照一定的數(shù)據(jù)格式傳送，所以在CPU與通信設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。6.1.2簡單的輸入輸出接口

根據(jù)前面內(nèi)容的介紹，大家已經(jīng)了解到主機與外設(shè)之間的連接必須通過接口芯片來完成信息的傳送，如：信息的放大、隔離以及鎖存。接口芯片的類型非常繁多，在此我們介紹幾種常用的簡單的接口芯片。1緩沖器74ls244和74ls2452鎖存器74ls373單向緩沖器74ls24474ls244應用

雙向緩沖器74ls24574ls245應用鎖存器74LS373鎖存器74LS373應用6.1.3I/O端口及其編址方式1、I/0端口2、I/O端口的編址方式3、I/O端口地址分配I/0端口端口（port）是接口電路中能被CPU直接訪問的寄存器的地址。

計算機給接口電路中的每個寄存器分配一個端口，因此,CPU在訪問這些寄存器時，只需指明它們的端口，不需指出是什么寄存器。CPU對數(shù)據(jù)端口進行一次讀或?qū)懖僮?，也就是與該接口連接的外設(shè)進行一次數(shù)據(jù)傳輸CPU對狀態(tài)端口進行一次讀操作，就可以獲得外設(shè)或接口自身的狀態(tài)代碼CPU把若干位控制代碼寫入控制端口，則意味著對該接口或外設(shè)發(fā)出一個控制命令，要求該接口或外設(shè)按規(guī)定的要求工作外設(shè)通過接口和系統(tǒng)的連接

接口接口電路中的信息

數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息習慣上把分別傳送這三種信息的端口稱為數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口、控制口

1．數(shù)據(jù)信息（1）數(shù)字量：通常以8位或16位的二進制數(shù)以及ASCII碼的形式傳輸，主要指由鍵盤、磁盤、光盤等輸入的信息或主機送給打印機、顯示器、繪圖儀等的信息。（2）模擬量：模擬的電壓、電流或者非電量。對模擬量輸入而言，需先經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量；如果需要輸出模擬控制量的話，就要進行上述過程的逆轉(zhuǎn)換。（3）開關(guān)量：用“0”和“1”來表示兩種狀態(tài)，如開關(guān)的通/斷、電機的轉(zhuǎn)/停、閥門的開/關(guān)等。2．狀態(tài)信息CPU在傳送數(shù)據(jù)信息之前，經(jīng)常需要先了解外設(shè)當前的狀態(tài)。如輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)是否準備好、輸出設(shè)備是否忙等。用于表征外設(shè)工作狀態(tài)的信息就叫做狀態(tài)信息，它總是由外設(shè)通過接口輸入給CPU的。狀態(tài)信息的長度不定，可以是1個二進制位或多個，含義也隨外設(shè)的具體情況不同而不同。3．控制信息用來發(fā)布控制命令、控制外設(shè)工作的信息，例如A/D轉(zhuǎn)換器的啟停信號?？刂菩畔⒖偸荂PU通過接口發(fā)出的。I/O端口的編址方式1、端口地址和存儲器地址統(tǒng)一編址，也稱存儲器映射方式2、I/O端口地址和存儲器地址分開獨立編址，也稱I/O映射方式

1、存儲器映像尋址方式從存儲器空間劃出一部分地址空間給I/O設(shè)備，把I/O接口中的端口當作存儲器單元一樣進行訪問，不設(shè)置專門的I/O指令，如單片機。優(yōu)點：訪問I/O端口可實現(xiàn)輸入/輸出操作，還可以對端口內(nèi)容進行算術(shù)邏輯運算、移位等等；能給端口有較大的編址空間，這對大型控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是很有意義的；缺點：端口占用了存儲器的地址空間，使存儲器容量減小；指令長度比專門I/O指令要長，因而執(zhí)行速度較慢；

2、I/O獨立編址方式I/O端口地址空間和存儲器地址空間是獨立的、分開的，即I/O端口地址不占用存儲器地址空間，如微機。優(yōu)點：I/O端口地址不占用存儲器空間；使用專門的I/O指令對端口進行操作，I/O指令短、執(zhí)行速度快；并且由于專門I/O指令與存儲器訪問指令有明顯的區(qū)別，使程序中I/O操作和存儲器操作層次清晰，程序的可讀性強。

缺點：這種編址方式中，微處理器對存儲器及I/O端口是采用不同的控制線進行選擇的，因而接口電路比較復MEMRMEMWCPU控制邏輯存儲器（1MB）I/O端口（64K個）R/W控制20AB2016DB16168IORIOW獨立編址方式圖解訪問存儲單元用地址總線A19～A0，全譯碼后得到00000H～FFFFFH共1MB地址空間。I/O端口只利用其中的一部分地址線，即A15～A0地址線，可譯出0000H～FFFFH共64KB個I/O端口地址。由于端口是與存儲器隔離的，所以用戶可擴展存儲器到最大容量，而不必為I/O端口留出地址空間。I/O端口地址分配表中分配給每個接口芯片的I/O端口地址，在實際使用中并未全部用完。中斷控制器8259A，只使用了前面2個端口地址，20H、21H（主片）和A0H，A1H（從片）。并行接口芯片8255A，只使用了前面4個端口地址60H～63H。使用端口地址最多的DMA控制芯片8237A，也只用了前面的16個地址（0～FH）。040～05FH060～06FH070～07FH0F0～0FFH定時器并行接口芯片（鍵盤接口）RT/CMOSRAM協(xié)處理器020～03FH0A0～0BFH中斷控制器1中斷控制器2000～01FH0C0～0DFH080～09FHDMA控制器1DMA控制器2DMA頁面寄存器端口地址I/O芯片名稱系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址擴展槽上接口控制卡的端口地址I/O接口名稱端口地址游戲控制卡200~20FH并行口控制卡1并行口控制卡2370~37FH270~27FH串行口控制卡1串行口控制卡23F8~3FFH2F0~2FFH原型插件板300~31FH同步通信卡1同步通信卡23A0~3AFH380～38FH單顯MDA彩顯CGA彩顯EGA/VGA3B0~3BFH3D0~3DFH3C0~3CFH硬驅(qū)控制卡軟驅(qū)控制卡1F0~1FFH3F0~3F7HPC網(wǎng)卡360~36FH1.從表中，可以看到允許用戶使用的端口地址是300H～31FH。這一段地址是留給用戶在開發(fā)IBM-PC系列機功能模塊（插板）時使用的端口地址，系統(tǒng)是不會占用它的。

2.除在表中已經(jīng)分配了的I/O地址之外，其余的地址均由廠商保留使用。I/O端口地址選用的原則凡是被系統(tǒng)配置所占用了的地址一律不能使用原則上講，未被占用的地址，用戶可以選用，但對計算機廠家申明保留的地址，不要使用，否則會發(fā)生I/O地址重疊和沖突，造成用戶開發(fā)的產(chǎn)品與系統(tǒng)不兼容而失去使用價值一般，用戶可使用300～31FH地址6.1.4CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式1、程序控制方式2、中斷傳送方式3、直接存儲器存取方式程序控制方式程序控制方式是指CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送是在程序的控制下完成的一種數(shù)據(jù)傳送方式。分為兩種1.無條件傳送方式2.查詢傳送方式

1.無條件傳送方式所謂無條件，就是假設(shè)外設(shè)已處于就緒狀態(tài)，數(shù)據(jù)傳送時，程序就不必再去查詢外設(shè)的狀態(tài)，而直接執(zhí)行I/O指令進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)交換與指令的執(zhí)行是同步的。因此也有人稱其為同步傳送。是一種簡單的輸入輸出方式，一般用于控制CPU與低速接口之間的信息交換.例如,開關(guān)、溫度、壓力流量等（A/D）轉(zhuǎn)換器。當簡單外設(shè)作為輸入設(shè)備時，其輸入數(shù)據(jù)的保持時間相對于CPU的處理時間要長得多，所以可直接使用三態(tài)緩沖器與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。當簡單外設(shè)作為輸出設(shè)備時，由于外設(shè)的速度較慢，CPU送出的數(shù)據(jù)必須在接口中保持一段時間，以適應外設(shè)的動作，因此輸出采用鎖存器。MOVAL，81H

MOVDX，0000H；送端口地址OUTDX，AL；點亮發(fā)光二極管讓接在Q0～Q7上的二極管自上而下輪流點亮3s，編寫程序?qū)崿F(xiàn)。

程序如下：

MOVAL,01H；使Q0為1，LED0先亮LOP:OUT0000H,AL；將信息送0000H端口

CALLDELAY3s；調(diào)用3S子程序

ROLAL,1；小循環(huán)左移1位

JMPLOP；循環(huán)點亮LED2．查詢傳送方式所謂查詢方式就是微型計算機利用程序不斷地詢問外部設(shè)備的狀態(tài)，根據(jù)它們所處的狀態(tài)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。要求外部設(shè)備向微型計算機提供一個狀態(tài)信息。微型計算機校驗外部設(shè)備所提供的狀態(tài)信息，即查詢外部設(shè)備，以便確定它的下一步操作。優(yōu)點：能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與CPU之間的定時關(guān)系，因而比無條件傳送方式容易實現(xiàn)準確傳送。缺點:該方式需要不斷查詢外設(shè)的狀態(tài)，大量時間花在等待循環(huán)中，當主機與中、低速外設(shè)交換信息時，大大降低了CPU利用率。CPU接口外設(shè)狀態(tài)數(shù)據(jù)控制查詢工作方式示意圖

數(shù)據(jù)端口譯碼輸出DBM/IO輸入設(shè)備鎖存器三態(tài)緩沖器(8)三態(tài)緩沖器(1)端口地址譯碼器狀態(tài)端口譯碼輸出&&RQDSTBD0ABRDRD+5V

查詢傳送方式輸入接口電路取外設(shè)狀態(tài)外設(shè)準備就緒傳送數(shù)據(jù)傳送完否開始NYNY結(jié)束現(xiàn)欲將48000H為首地址的順序100個單元的數(shù)據(jù)，利用查詢方式輸出到外設(shè)。外設(shè)經(jīng)輸入輸出接口與8086的系統(tǒng)總線連接。CPU通過三態(tài)接口（74LS244）可以查詢外設(shè)的狀態(tài)，而且當外設(shè)狀態(tài)信號=1時，可以接收CPU由鎖存器（74LS273）輸出的數(shù)據(jù)。=0時，表示外設(shè)處于忙狀態(tài)，不能接收數(shù)據(jù)。 程序如下：START:MOVAX,4000H

MOVDS,AX

MOVSI,8000H

MOVCX,100GOON:MOVDX,00FFHWAIT:INAL,DX

TEXTAL,01H

JZWAIT

MOVAL,[SI]

OUTDX,AL

INCSI

LOOPGOON

RET

ABM/IO去CPUDB選通信號D7輸出設(shè)備鎖存器WR數(shù)據(jù)端口譯碼輸出端口地址譯碼器狀態(tài)端口譯碼輸出RDACK&&DB三態(tài)緩沖器+5VDQR<查詢傳送方式輸出接口電路例設(shè)接口電路中狀態(tài)端口的地址為STATUS，數(shù)據(jù)端口的地址為DATA，則CPU將內(nèi)存STORE單元的內(nèi)容送至輸出設(shè)備應執(zhí)行下列程序段：

POLL:INAL,STATUS；①

TESTAL,80H；②

JNEPOLL；③

MOVAL,STORE；④OUTDATA，AL；⑤中斷傳送方式含義:在中斷方式下，外設(shè)掌握向CPU申請服務的主動權(quán)，當輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)準備好，或者輸出設(shè)備已做好接收數(shù)據(jù)的準備時，向CPU發(fā)出中斷請求信號，要求CPU為其服務。若此時中斷允許觸發(fā)器是開放的，則CPU暫停目前的工作，與外設(shè)進行一次數(shù)據(jù)傳輸，等I/O操作完成以后，CPU繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。優(yōu)點:保證了CPU對外設(shè)的實時服務，又不會因?qū)Ω鱅/O設(shè)備的隨時關(guān)照而花費CPU太多的機時，使高速運行的CPU與速度參差不齊的各種外設(shè)之間形成了良好的匹配(并行工作)關(guān)系，確保了CPU的高效率。缺點:為了實現(xiàn)中斷傳送，要求在CPU與外設(shè)之間設(shè)置中斷控制器，增加了硬件開銷。中斷請求DQ+5V端口譯碼D7～D0地址總線RDINTAINT輸入設(shè)備輸入鎖存器數(shù)據(jù)選通中斷屏蔽Q觸發(fā)器三態(tài)緩沖器中斷方式輸入的接口電路直接存儲器存取方式DMA控制器從CPU完全接管對總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU，而直接在內(nèi)存和I/O設(shè)備之間進行。優(yōu)點:傳送速率很高，這對高速度大批量數(shù)據(jù)傳送特別有用。缺點:要求設(shè)置DMA控制器，電路結(jié)構(gòu)復雜，硬件開銷大6.2總線將計算機系統(tǒng)各個部分連接在一起的就是計算機總線?？偩€是許多信號線的集合，是模塊和模塊之間或者設(shè)備和設(shè)備之間進行互聯(lián)和傳遞信息的通道。因為多個設(shè)備連接到總線上，任何一個設(shè)備發(fā)出的信號都可以被其他的所有設(shè)備接收，所以，在同一時間段內(nèi)，只能有一個設(shè)備作為主動設(shè)備發(fā)出信號，其他設(shè)備處于被動接收狀態(tài)?？偩€都具有嚴格規(guī)定的標準，因此，按照總線標準研制的計算機系統(tǒng)具有很好的開放性?？偩€的分類按總線功能或信號類型劃分，有數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線三類。數(shù)據(jù)總線用于傳輸數(shù)據(jù)，具有雙向三態(tài)邏輯。數(shù)據(jù)總線的寬度表示了總線傳輸數(shù)據(jù)的能力，反映了總線的性能。如ISA總線數(shù)據(jù)線是16位，PCI總線數(shù)據(jù)線是32位或64位。地址總線用于傳輸?shù)刂沸畔?，一般采用單向三態(tài)邏輯。地址總線一般是由處理器發(fā)出到總線上各個部件的。地址總線的位數(shù)決定了該總線構(gòu)成的微機系統(tǒng)的尋址能力。例如ISA總線有24位地址線，可尋址16MB(224)的地址空間；PCI總線有32位或64位地址線，可尋址4GB（232）或264的地址空間?？刂瓶偩€用于傳輸控制、狀態(tài)和時序信號，有些信號是單向的，有些是雙向的。比如IO讀/寫信號、中斷信號等?？刂瓶偩€決定了總線功能的強弱和適應性。按總線分級結(jié)構(gòu)劃分，有CPU總線、局部總線、系統(tǒng)總線、通信總線四類。

CPU總線

位于CPU內(nèi)部，作為運算器、控制器、寄存器組等功能單元之間的信息通路，又稱為片內(nèi)總線，是微機系統(tǒng)中速度最快的總線?，F(xiàn)代微機系統(tǒng)中，CPU總線也開始分布在CPU之外，緊緊圍繞CPU的一個小范圍內(nèi)，提供系統(tǒng)原始的控制和命令等信號。局部總線

在微處理器和高速外設(shè)之間增加了一條直接通路，一側(cè)直接面向CPU總線，一側(cè)面向系統(tǒng)總線，分別通過橋片連接，這就是局部總線。局部總線是直接連接到CPU總線的I/O總線，因此使有高需求的外設(shè)和處理器有更緊密地集成，為外設(shè)提供了更寬更快的高速通路。如PCI總線就是一種局部總線。使用局部總線后，系統(tǒng)內(nèi)形成了分層總線結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)中，不同傳輸要求的設(shè)備分類連接在不同性能的總線上，合理分配系統(tǒng)資源，滿足不同設(shè)備的不同需要。另外，局部總線信號獨立于微處理器，處理器的更換不會影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總線 微機系統(tǒng)采用多模塊結(jié)構(gòu)（CPU、存儲器、各種I/O模塊），通常一個模塊就是一塊插件板，各插件板的插座之間采用的總線稱為系統(tǒng)總線，又叫I/O通道總線。比如ISA總線和EISA總線等。以前微機系統(tǒng)主要利用系統(tǒng)總線來連接擴展插卡，現(xiàn)代微機系統(tǒng)為了加快總線速度，多采用局部總線來連接擴展插卡，在PC’99標準中ISA已經(jīng)淘汰了。通信總線

用于主機和I/O設(shè)備或者微機系統(tǒng)與微機系統(tǒng)之間通信的總線，又稱為外部總線。比如串行通信的RS232C總線、USB總線，用于硬盤接口的IDE、SCSI總線，用于并行打印機的Centronics總線等?？偩€的主要性能參數(shù)總線頻率總線的工作頻率，單位MHz，是總線上信號的基本時鐘?？偩€頻率越高，單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量就越大。ISA、EISA的時鐘頻率為8MHz，PCI為33.3MHz，PCI-2可達到66MHz。

總線寬度：總線上可同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的位數(shù)。位數(shù)越多，一次傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。ISA寬度為16位，EISA為16位，PCI為32位，PCI-2可達到64位?？偩€的主要性能參數(shù)總線的數(shù)據(jù)傳輸率：在一定時間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)總量，用每秒最大傳輸數(shù)據(jù)量來表示，也稱帶寬，單位是MB/s?？偩€的數(shù)據(jù)傳輸率的計算公式為 總線的數(shù)據(jù)傳輸率=（總線寬度/8）×總線頻率如ISA總線的總線頻率是8MHz，總線寬度為16位，其數(shù)據(jù)傳輸率為8MB/s。而PCI總線的總線頻率是33.3MHz，總線寬度為32位，其數(shù)據(jù)傳輸率為133MB/s總線標準物理特性：是指總線在機械物理連接上的特性，包括連線的類型、數(shù)量、接插件的幾何尺寸、形狀和引腳線的排列等。功能特性：總線中每根傳輸線的功能。包括數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線。電氣特性：總線中每根信號線的傳遞方向、信號的有效電平范圍、動態(tài)轉(zhuǎn)換時間、負載能力等。通常規(guī)定由CPU發(fā)出的信號為輸出信號，送入CPU的信號為輸入信號。總線信號的名稱上有一橫線或信號名稱后有#，表示該信號低電平有效，否則為高電平有效。時間特性：總線中任一傳輸線在什么時間內(nèi)有效以及信號線之間信號的時序關(guān)系?？偩€操作和傳送控制

總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程總線請求和仲裁階段。當系統(tǒng)中的一個或多個主模塊需要使用總線時，首先申請總線控制權(quán)，總線裁決機構(gòu)(總線控制器)根據(jù)某個算法做出裁定，將總線控制權(quán)賦予某個主模塊。下一傳輸周期中該模塊即可占用總線進行傳輸。尋址階段。取得了總線使用權(quán)的主模塊，發(fā)出本次要訪問的從模塊的地址，通過譯碼使本次傳輸?shù)膹哪K被選中，在獲得主模塊傳送的命令后，從模塊給出確認信號，數(shù)據(jù)傳輸過程開始啟動。數(shù)據(jù)傳送階段。主模塊和從模塊之間進行數(shù)據(jù)傳輸，一次可以傳送一個數(shù)據(jù)或多個數(shù)據(jù)。結(jié)束階段。主模塊和從模塊的相關(guān)信息從總線上撤除。主模塊讓出總線控制權(quán)，以便其他模塊可以申請使用。總線操作和傳送控制總線傳送控制

同步方式：信息傳送在一個公共時鐘的控制下進行，這個時鐘信號連接到總線所有模塊，總線所有事件都在時鐘周期的開始產(chǎn)生。同步方式要求總線上的所有設(shè)備都能按照嚴格的時間關(guān)系傳輸數(shù)據(jù)。其優(yōu)點是電路設(shè)計比較簡單，完成一次傳輸?shù)臅r間很短，主從之間沒有等待，適合于高速設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。如PCI采用同步傳輸方式。異步方式：異步方式采用應答式傳輸，沒有統(tǒng)一的時鐘信號，而是通過一對握手（Handshaking）信號線“請求（Request，REQ）”和“應答（Acknowledge，ACK）”來協(xié)調(diào)傳輸過程。

總線操作和傳送控制總線傳送控制半同步方式：綜合同步和異步的優(yōu)點設(shè)計了半同步方式傳送。從總體來看，仍是同步系統(tǒng)，使用公共系統(tǒng)時鐘來定時，但是數(shù)據(jù)的開始時間由時鐘信號和握手信號共同確定。系統(tǒng)中設(shè)置“等待（WAIT）”或“就緒（READY）”信號線。分離方式：在上面三種方式中，從主模塊發(fā)出傳輸請求直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，整個傳輸周期中，系統(tǒng)總線完全由主模塊和從模塊占用。然而在總線度周期的尋址階段和數(shù)據(jù)傳送階段之間有一個短暫的時間間隔，在這個時間間隔內(nèi)，從模塊執(zhí)行讀命令，總線上并沒有實質(zhì)性的數(shù)據(jù)傳輸，即空閑狀態(tài)。為了提高總線的利用率，將讀周期分為兩個分離的子周期。兩個子周期都采用同步方式傳送。系統(tǒng)總線STD/PC/ISA/EISA微機系統(tǒng)采用多模塊結(jié)構(gòu)（CPU、存儲器、各種I/O模塊），通常一個模塊就是一塊插件板，各插件板的插座之間采用的總線稱為系統(tǒng)總線，又叫I/O通道總線。本節(jié)介紹STD/PC/ISA/EISA系統(tǒng)總線STD總線STD總線是1978年推出的用于工業(yè)控制微型計算機的標準系統(tǒng)總線，具有高可靠性、小板結(jié)構(gòu)、高度模塊化等優(yōu)越的性能，在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應用和迅速發(fā)展。現(xiàn)在已成為IEEEP961建議的總線標準。這是目前規(guī)模最小，設(shè)計較為周到且適應性好的一種總線。STD標準規(guī)定了印刷板的尺寸為11.43×16.51cm，采用56芯插座。在56個總線信號之下，支持20位地址，實現(xiàn)1MB內(nèi)存空間的直接尋址。目前，國內(nèi)采用的大多是8位、16位兼容的STD總線。STD總線這個標準總線規(guī)定了五組總線，即邏輯電源總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和輔助電源總線。各引腳情況如下：邏輯電源總線：1~6引腳數(shù)據(jù)總線：7~11引腳地址總線：15~30引腳控制總線：31~52引腳輔助電源總線：53~56引腳IBMPC總線IBMPC總線簡稱PC總線或PC/XT總線，是IBMPC/XT個人計算機采用的微型計算機總線，是針對Intel8088微處理器設(shè)計的。它以I/O通道形式經(jīng)過擴充并經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動以增加負載能力而連至擴充插槽，作為I/O接口板和主機之間的信息交換通道。IBMPC總線有62條信號線，包括8位雙向數(shù)據(jù)總線、20位地址總線、6條中斷請求線、3組DMA通道控制線、存儲器和I/O讀寫線、動態(tài)RAM刷新控制線和時鐘信號線、4條電源線、3條地址線。ISA總線ISA（IndustryStandardArchitecture，工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu)）總線是Intel公司、IEEE和EISA集團聯(lián)合在62線的PC總線的基礎(chǔ)上經(jīng)過擴展36根線而開發(fā)的一種系統(tǒng)總線。因為開始時是應用在IBMPC/AT機上，所以又稱為PCAT總線。ISA總線是為采用80286CPU設(shè)計的，但是兼容這一標準的微機系統(tǒng)還是有很大的市場，目前所用的286、386、486微機大多采用ISA總線，即使586和奔騰機也還保留有1個ISA總線插槽。ISA總線ISA總線的主要性能指標如下：24位地址線，可直接尋址內(nèi)存容量為16MB，I/O地址空間為0100H~03FFFH8/16位數(shù)據(jù)線，62+36引腳工作頻率8MHz，最大傳輸率16MB/s。中斷和DMA傳送功能。ISA總線接口信號共98個，均連接到主板的ISA總線插槽上。ISA插槽長度138.5mm，由基本的62線8位插槽和擴展的36線16位插槽兩部分組成。除了數(shù)據(jù)和地址線的擴充外，還擴充了中斷和DMA請求、應答信號。若只是用基本插槽時，可用8位數(shù)據(jù)寬度及20位地址，需要使用16位數(shù)據(jù)或20位以上的地址及其他擴充信號時，則采用8位基本ISA加16位擴充ISA的方式。EISA總線EISA總線采用開放結(jié)構(gòu)，與ISA兼容。EISA總線信號由原來ISA總線的98引腳擴展到198個，具有32位數(shù)據(jù)線，32位地址，可以尋址4GB?？偩€頻率為8.33MHz，最大數(shù)據(jù)傳輸率達到33.3MB/s。這樣的高速度很適合于高速局域網(wǎng)、快速大容量磁盤及高分辨率圖形顯示。EISA總線從CPU中分離出總線控制權(quán)，是一種智能化的總線，支持多總線主控和突發(fā)傳輸方式，可以直接控制總線進行對內(nèi)存和I/O設(shè)備的訪問而不涉及CPU，所以極大地提高了整體性能。EISA總線為了讓原有的ISA總線擴展卡可以直接用于EISA總線，EISA總線插槽與ISA插槽等長等寬，但內(nèi)部被設(shè)計成為雙層引腳，兩層之間由定位鍵限位。上層引腳與ISA擴展卡的信號相對應，下層引腳是專門與EISA擴展卡的信號線對應。定位鍵使上下兩層的引腳不會和不屬于本層的引腳接觸。EISA總線是在ISA總線的基礎(chǔ)上擴展來的。局部總線（PCI、PCIExpress）某些具有高數(shù)據(jù)傳輸率的設(shè)備（如圖形、視頻控制器、網(wǎng)絡(luò)接口等），盡管微處理器有足夠的處理能力，但是總線傳輸卻不能滿足它們高速率的傳輸要求。為了解決這個矛盾，在微處理器和高速外設(shè)之間增加了一條直接通路，一側(cè)直接面向CPU總線，一側(cè)面向系統(tǒng)總線，分別通過橋片連接，這就是局部總線。局部總線是直接連接到CPU總線的I/O總線，因此使有高需求的外設(shè)和處理器有更緊密地集成，為外設(shè)提供了更寬更快的高速通路。如PCI總線就是一種局部總線。PCI總線

PCI總線的全稱是外圍部件互聯(lián)(PeripheralComponentInterconnect)，它是一種高性能的局部總線，嚴格規(guī)范，提供高度的可靠性和兼容性，因此成為主流的標準總線，被廣泛應用于現(xiàn)代臺式微機、工作站和便攜機。PCI總線的特點獨立于處理器PCI總線是一種獨立于處理器的總線標準，支持多種處理器，適用于多種不同的系統(tǒng)。在PCI總線構(gòu)成的系統(tǒng)中，接口和外圍設(shè)備的設(shè)計是針對PCI總線，而不是針對微處理器的，所以這些設(shè)備可以獨立于處理器設(shè)計和升級，當處理器因為過時而需要更換時，接口和外圍設(shè)備仍然可以正常使用。PCI總線PCI總線的特點傳輸效率高PCI總線采用33.3MHz/66.6MHz的時鐘頻率。在33.3MHz時鐘頻率時，數(shù)據(jù)總線寬度32位，最大數(shù)據(jù)傳輸率達到133MB/s。如果數(shù)據(jù)總線寬度升級到64位，則數(shù)據(jù)傳輸率可達到266MB/s。多總線共存PCI總線是通過橋芯片進行不同標準信號之間的轉(zhuǎn)換。通過HOST-PCI橋芯片，實現(xiàn)PCI與CPU總線相連接；通過PCI-ISA/EISA橋芯片，實現(xiàn)PCI與ISA或者EISA相連接。這樣，使得多種總線可以共存于一個系統(tǒng)中，慢速和高速設(shè)備就可以分別掛在不同的總線上。PCI總線PCI總線的特點支持線性突發(fā)傳輸。線性突發(fā)傳輸不同于單次數(shù)據(jù)傳輸，單次傳輸是每傳輸一個數(shù)據(jù)前都要在總線上給出數(shù)據(jù)的地址，而線性突發(fā)傳輸只要在開始的時候?qū)⑹椎刂钒l(fā)到總線上，之后每個時鐘都只傳輸數(shù)據(jù)，而地址自動加1，這樣的方式適合順序讀寫一批數(shù)據(jù)，可以減少無謂的地址操作，加快數(shù)據(jù)傳輸速度。支持總線主控方式和同步操作。掛接在PCI總線上的設(shè)備有主控和從控兩類。PCI總線允許多處理器系統(tǒng)中任何一個處理器或其他有總線主控能力的設(shè)備成為主控設(shè)備，對總線實行操作。這樣微處理器內(nèi)部的操作和總線操作可以同時進行，而不必要等待總線操作完成。PCI總線PCI總線的特點支持兩種電壓，適用各種機型。PCI總線支持5V和3.3V的擴展卡，并可以從5V向3.3V進行平滑的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。具有即插即用功能。PCI總線的接口卡上都設(shè)有配置寄存器，系統(tǒng)加電時用程序給這些設(shè)備分配端口地址等系統(tǒng)資源，可以避免使用時發(fā)生沖突。預留擴展空間。PCI總線開發(fā)時預留了足夠的發(fā)展空間，比如，它支持64位地址/數(shù)據(jù)多路復用，這是考慮到新一代的高性能外圍設(shè)備最終將需要64位寬度的數(shù)據(jù)通道。PCI的64位延伸設(shè)計，可將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率提高到264MB/s。PCI總線PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCI總線結(jié)構(gòu)中HOST-PCI橋與PCI總線相連，這個橋提供了數(shù)據(jù)緩沖功能，是一個低延遲的訪問通道，使處理器能夠訪問PCI設(shè)備，PCI設(shè)備也能夠訪問主存。橋電路中包含有PCI總線控制器，有多個設(shè)備申請使用總線時，能夠進行裁決和分配總線的使用權(quán)。實際上，HOST-PCI橋是一個高速的I/O協(xié)處理器。另外的橋接器用于形成多級總線結(jié)構(gòu)，有PCI-ISA，PCI-USB，PCI-PCI等，使得系統(tǒng)中不同類型的設(shè)備共存，合理地分配資源。PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCI總線PCI插槽有兩種，一種是32位的，一種是64位的，而兩種插槽又分為5V和3.3V兩種。在PC機上使用最多的是5V的32位PCI插槽。圖為PCI插槽的示意圖。

PCI插槽的示意圖

PCIExpress在2001年春的開發(fā)者論壇上Intel宣布了要用一種新的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接,并稱之為第三代I/O總線技術(shù)3rdGenerationI/O也就是3GIO）。不久后，以Intel、AMD、IBM、DELL、NVIDIA等20多家業(yè)界主導公司開始起草3GIO，2002年草案完成，并正式命名為PCIExpress。PCIExpress（簡稱PCIE），雖然從表面來看它的名字和PCI有些類似，但它們之間卻有著本質(zhì)的區(qū)別。PCIExpressPCI采用的是并行通道。PCIExpress總線屬于串行總線，進行的是點對點傳輸，每個傳輸通道單獨享有帶寬。PCIExpress總線還支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分路傳輸模式。PCIExpress接口根據(jù)總線接口對位寬的要求不同而有所差異，分為PCIExpress1×、2×、4×、8×、16×甚至32×，由此PCIExpress的接口長短也不同，1×最小，往上則越大。其中1×、2×、4×、8×、16×為數(shù)據(jù)分路傳輸模式，32×為多通道雙向傳輸模式。1×單向傳輸帶寬可達到250MB/s，雙向傳輸帶寬能夠達到500MB/s，這個已經(jīng)不是PCI總線所能夠相比的了。同時PCIExpress不同接口還可以向下兼容其他PCIExpress小接口的產(chǎn)品,即PCIExpress4×的設(shè)備可以插在PCIExpress8X或16X上進行工作。

設(shè)備總線設(shè)備總線，用于主機和I/O設(shè)備或者微機系統(tǒng)與微機系統(tǒng)之間通信的總線，又稱為外部總線，通信總線。下面主要介紹USB/IEEE488/IEEE1394/AGPUSB總線USB(UniversalSerialBus)是一種新型的外設(shè)接口標準，其基本思想是采用通用連接器和自動配置及熱插拔技術(shù)，以及相應的軟件，實現(xiàn)資源共享和外設(shè)的簡單快速連接。這樣就解決了傳統(tǒng)接口電路中，每增加一種設(shè)備，就需要為其準備一種接口或插座，以及不同的驅(qū)動程序所造成的使用、維護上的困難。1996年Intel公司等公布了USB1.0版本，目前最新的版本是USB2.0。由于微軟Windows98/2000/xp中都內(nèi)置了USB接口模塊，加上USB設(shè)備的日益增多，因此USB成為目前流行的外設(shè)接口。USB總線USB總線的特點使用USB，不需要擴展插卡，無需了解DIP開關(guān)、跳線、中斷號等設(shè)置的細節(jié)，無需開發(fā)底層設(shè)備驅(qū)動程序。USB外設(shè)連接時即插即用，并且可以不關(guān)閉主機電源，實現(xiàn)熱插拔。并且能為低功耗的裝置提供電源，+5V時最大可提供500mA的電流。USB總線得到400多家大公司的支持，USB外設(shè)產(chǎn)品及軟件選擇范圍廣。傳輸波特率（即傳輸速率）為1.5Mb/s~12Mb/s（USB2.0的速率可達到480Mb/s）。通過USB-HUB最多可連接127個外設(shè)。USB總線USB系統(tǒng)組成USB硬件USB的硬件包括USB主控制器/根集線器（USBHostController/rootHub）和USB設(shè)備。USB主控制器和根集線器合稱為USB主機（HOST）。USB主控制器是硬件、固件和軟件的聯(lián)合體，負責總線上數(shù)據(jù)的傳輸，把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行的數(shù)據(jù)，并建立USB的傳輸處理，傳給根集線器后在總線上傳送。根集線器集成在主系統(tǒng)中，由一個控制器和中繼器組成，可以提供一個或更多的接入端口。根集線器檢測外設(shè)的連接和斷開，執(zhí)行主控制器發(fā)出的請求并在設(shè)備和主控制器之間傳遞數(shù)據(jù)。USB總線USB系統(tǒng)組成USB硬件除了根集線器，USB總線上還可以連接附加的集線器(USBHub)，允許USB系統(tǒng)擴展。每個集線器可以提供2個、4個或7個接入點。但是總線供電的集線器由于受到總線提供功率的限制，最多只能支持4個USB端口。集線器由控制器和中繼器組成，控制器管理主機和集線器之間的通信及幀定時，中繼器負責連接的建立和斷開。USBHub和RootHub是USB即插即用技術(shù)中的核心部分，完成USB設(shè)備的添加、刪除和電源管理等功能。USB設(shè)備分為Hub設(shè)備和功能設(shè)備兩種。功能設(shè)備就是接在Hub上的外設(shè)，它能在總線上發(fā)送和接受數(shù)據(jù)、控制等信息，是完成某項具體功能的硬件設(shè)備，又稱為“功能件（FUNCTION）”，如打印機、掃描儀等。USB總線USB系統(tǒng)組成USB硬件Hub設(shè)備則有一個Hub和一個或多個功能件，又稱為復合的USB設(shè)備。USB設(shè)備包含一定數(shù)量的寄存器端口，這些端口稱為端點（Endpoint），被賦予不同的端點號。每個Hub和功能件都有唯一的邏輯地址，通過該地址和端點號，主機軟件可以和每個端點通信。我們把USB端點和主機軟件的聯(lián)合稱為“管道”（Pipe）。USB的拓撲結(jié)構(gòu)USB采用了一種層次化的新結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以集線器為USB設(shè)備提供連接點。其物理連接是一個層次型的星型結(jié)構(gòu)，集線器Hub位于每個星型結(jié)構(gòu)的中心。完整的拓撲結(jié)構(gòu)如圖11.3所示。USB拓撲結(jié)構(gòu)USB總線USB接口及信號USB總線包括4根信號線，用來傳送信號和提供電源。其中D+和D-為信號線，傳送信號。D+和D-是一對雙絞線，D+是綠色，D-是白色。還有2根是電源線和地線，電源線是紅色，地線是黑色。

USB集成器和設(shè)備的連接USB總線USB數(shù)據(jù)傳輸

,USB有4種傳輸模式：控制傳輸：主要用作配置設(shè)備用，也可以做設(shè)備的其他特殊用途。控制傳輸是雙向的。例如，對數(shù)字相機設(shè)備，可以傳送暫停、繼續(xù)和停止等控制信號。批傳輸：用于傳送大批數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)的時間性不強，但要保證數(shù)據(jù)的正確性。如打印機、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字音響等不定期傳送大量數(shù)據(jù)的中速設(shè)備。中斷傳輸：用于不固定、少量的數(shù)據(jù)傳送，如鍵盤、鼠標等低速設(shè)備同步傳輸：又叫等時傳輸，用于傳送連續(xù)性、實時的數(shù)據(jù)，這種方式的特點是要求傳輸速率固定（恒定），時間性強，傳輸中數(shù)據(jù)出錯后無需重傳。視頻設(shè)備、數(shù)字聲音等采用這種方式USB總線USB的數(shù)據(jù)編碼采用NRZI（NoneReturnZeroInvert，不歸零翻轉(zhuǎn)）進行編碼的，編碼過程在數(shù)據(jù)傳輸之前完成，數(shù)據(jù)傳輸采用差分方式。傳輸?shù)侥康姆胶蟊唤獯a。對數(shù)據(jù)編碼和采用差分信號傳輸有助于確保數(shù)據(jù)的完整性和消除噪聲干擾。USB總線USB的數(shù)據(jù)傳送的基本單位是包。USB總線上的每一次數(shù)據(jù)交換至少需要3個包才能完成。USB共有三種類型的包：標志包：所有的交換都以標志包（Token）為首部。標志包定義了設(shè)備地址碼、端口號、傳輸方向和傳輸類型等信息。數(shù)據(jù)包：數(shù)據(jù)源向目的地發(fā)送的數(shù)據(jù)或者無數(shù)據(jù)傳送的指示信息，數(shù)據(jù)包可以攜帶的數(shù)據(jù)最多為1023B。握手包：數(shù)據(jù)接收方向數(shù)據(jù)發(fā)送方送回的信息，報告數(shù)據(jù)交換的狀態(tài)。握手包又稱為狀態(tài)包、狀態(tài)段、交換段。IEEE488總線

IEEE488總線是一種并行外部總線，主要用于各種儀器儀表之間和計算機與儀表之間的相互連接。1975年IEEE488作為標準接口總線的國際標準，是當前工業(yè)應用上最廣泛的通信總線。IEEE488標準的主要電氣性能有：總線上只能連接15個設(shè)備。數(shù)據(jù)速率必須小于或等于1Mb/s?？倐鬏斁嚯x不超過20m，或2m乘以設(shè)備數(shù)目。IEEE488電纜連接器是一個24引線的帶有插頭和插座的組合式接頭。每個設(shè)備只要裝有一個IEEE488連接器就可以和許多設(shè)備連接起來IEEE488總線在總線上掛接的設(shè)備從邏輯上來說分為控制器、發(fā)話器、收聽器。發(fā)話器是指系統(tǒng)中向其他設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的信息源，系統(tǒng)中允許多個發(fā)話器存在，但是同一時刻只能有一個發(fā)話器工作。收聽器是指那些可以接收數(shù)據(jù)的設(shè)備，在一個系統(tǒng)中可以有多個收聽器同時工作?？刂破魇侵笇煸诳偩€上的各個設(shè)備來指定地址或發(fā)出命令的設(shè)備，在系統(tǒng)中用來控制信息的發(fā)送和接收過程，即對總線的工作情況進行控制。在IEEE488總線上，所有數(shù)據(jù)交換都是數(shù)字化信號。共有24條信號線，其中8條數(shù)據(jù)線，3條握手線、5條管理線、7條地線和1條機殼接地線。IEEE1394總線

IEEE1394是Apple公司于1993年提出的，用來取代SCSI的高速串行總線“FireWire”，后經(jīng)IEEE協(xié)會于1995年12月正式接納為一個工業(yè)標準，全稱是IEEE1394高性能串行總線標準（IEEE1394HighPerformanceSerialBUSStandard）。

IEEE1394的性能特點通用性強。IEEE1394采用菊花鏈結(jié)構(gòu)，以級聯(lián)方式在一個接口上最多可以連63個不同種類的設(shè)備。傳輸速率高。IEEE1394a支持100Mb/s，200Mb/s及400Mb/s的傳輸速率。而IEEE1394b規(guī)范定義了800Mb/s，1.6Gb/S甚至3.2Gb/s的高傳輸速率。IEEE1394總線IEEE1394的性能特點實時性好。IEEE1394的高傳輸率加上同步傳送的方式，使數(shù)據(jù)的傳送具有很好的實時性?？偩€提供電源。IEEE1394的6芯電纜中有兩條是電源線，可以直接向連接的設(shè)備提供4~10V和1.5A的電源。系統(tǒng)中設(shè)備之間關(guān)系平等。任何兩個帶有IEEE1394接口的設(shè)備可以直接連接而不需要通過PC機控制。連接方便。采用設(shè)備自動配置技術(shù)，允許熱插拔和即插即用。IEEE1394總線IEEE1394拓撲結(jié)構(gòu)

IEEE1394標準既可以用于內(nèi)部總線連接，也可以用于設(shè)備之間的電纜連接。一個物理模塊可以包括多個結(jié)點，一個結(jié)點就是一個地址化的實體，包括多個端口，可以獨立地設(shè)定和識別。一種典型的IEEE1394總線系統(tǒng)連接如圖11.5所示。圖11.5IEEE1394總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

11.4.3IEEE1394總線IEEE1394拓撲結(jié)構(gòu)其中包含了兩種環(huán)境，一種是電纜連接，即電纜（CABLE）環(huán)境；一種是內(nèi)部總線連接，即底板（Backplane）環(huán)境。系統(tǒng)中允許有多個CPU，且相互獨立。電纜環(huán)境的物理拓撲結(jié)構(gòu)是一個非環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)，分支和深度都有限。電纜由兩對信號線和一對電源線組成，用來連接不同結(jié)點的端口。每個端口由終端、收發(fā)器和一些簡單邏輯組成。電纜環(huán)境下每個總線可以連接63個結(jié)點，兩個結(jié)點間的距離不超過4.5m。電纜環(huán)境的傳輸速率可以是100Mb/s，200Mb/s及400Mb/s。底板環(huán)境的物理拓撲結(jié)構(gòu)是一個內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，一般特指主機底板。結(jié)點可以通過分布在總線上的連接插口插入總線。底板環(huán)境支持12.5Mb/s，25Mb/s和50Mb/s的傳輸速率。由于兩種環(huán)境存在差別，因此在系統(tǒng)中環(huán)境之間要一個橋接器進行連接。IEEE1394橋接器主要完成數(shù)據(jù)的接收和重新封裝成數(shù)據(jù)包，并進行轉(zhuǎn)發(fā)。11.4.3IEEE1394總線IEEE1394信號及連接IEEE1394有兩種類型的電纜，早期的IEEE1394定義了一個帶有6針插頭的6芯電纜來實現(xiàn)設(shè)備間的互連。電纜中有2對信號傳送線TPA/TPA*和TPB/TPB*、2根電源線VP和VG。兩對信號雙絞線用做接收和發(fā)送連接；電源線VP向總線上的設(shè)備提供4~10V、1.5A的電源；VG接地。6針插頭和插座如圖11.6(a)所示。通常6根線按標號順序采用的顏色分別是白、黑、紅、綠、橙、藍。在IEEE1394a中增加了4針插頭和4芯電纜作為設(shè)備間的連接線。4針插頭中只有4個數(shù)據(jù)線。4針插頭和插座如圖11.6(b)所示。

4根線按標號的順序采用的顏色分別是紅、綠、橙、藍。兩種電纜的電氣特性都是一樣的，最大電纜長度建議為4.5m。圖11.6IEEE1394插頭和插座11.4.3IEEE1394總線IEEE1394支持異步和同步（等時）數(shù)據(jù)