微機(jī)原理7-總線與其接口

微機(jī)原理7-總線與其接口第一頁(yè)，共22頁(yè)。第7章總線及總線接口教學(xué)重點(diǎn)總線的類(lèi)型第二頁(yè)，共22頁(yè)。7.1總線概述定義

所謂總線（Bus），是指可以由多個(gè)信息處理單元（設(shè)備）所共享的信息通道。形式印制電路板導(dǎo)線，總線接口接口形式：插槽和插卡，插頭和插座第三頁(yè)，共22頁(yè)。微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中主要部件通過(guò)系統(tǒng)總線相互連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使微機(jī)系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用的總線都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，便于互連各個(gè)部件時(shí)遵循共同的總線規(guī)范。接口的任一方只需要根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)實(shí)現(xiàn)和完成接口的功能，而不必了解對(duì)方的工作方式第四頁(yè)，共22頁(yè)?？偩€上的設(shè)備與使用特點(diǎn)主設(shè)備（MasterDevice）能控制總線完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備，如微處理器、DMAC、DRAM刷新電路從設(shè)備（SlaveDevice）在主設(shè)備控制下被動(dòng)完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備，如M，I/O等。使用特點(diǎn)：⑴在某一時(shí)刻，只能由一個(gè)主設(shè)備控制總線，其他主設(shè)備此時(shí)可作為從設(shè)備出現(xiàn)⑵在某一時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個(gè)設(shè)備從總線上接收數(shù)據(jù)第五頁(yè)，共22頁(yè)?？偩€的分類(lèi)按傳輸特點(diǎn)分類(lèi)： 并行總線、串行總線（都有同步和異步兩種傳輸方式P174）按使用范圍分類(lèi)： 片內(nèi)總線

芯片級(jí)總線：SPI（SerialPeripheralInterface）I2C（InterIC）1-Wire總線板級(jí)總線：PC總線、ISA、PCI、工業(yè)用STD 設(shè)備總線：負(fù)責(zé)主機(jī)和外設(shè)通信，如USB、RS232、RS485互連總線：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，如CAN（ControllerAreaNetwork），屬于現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）范疇

第六頁(yè)，共22頁(yè)。系統(tǒng)（全局）總線：System（Global）Bus：溝通所有設(shè)備局部總線：LocalBus

ISA總線在80286時(shí)代是全局總線，但在80486之后，只支持低速設(shè)備，成為局部總線按信號(hào)屬性分類(lèi)： 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線第七頁(yè)，共22頁(yè)?？偩€操作、總線周期和總線時(shí)序總線設(shè)備通過(guò)總線這個(gè)公共的信息通道完成一些特定的操作，這些操作統(tǒng)稱為總線操作?？偩€操作所需的時(shí)間稱為總線周期?？偩€周期中各總線信號(hào)的定時(shí)和關(guān)聯(lián)構(gòu)成總線時(shí)序第八頁(yè)，共22頁(yè)?？偩€的技術(shù)指標(biāo)總線數(shù)據(jù)寬度工作時(shí)鐘傳輸速率：最為關(guān)鍵，通過(guò)帶寬（Bandwidth）來(lái)描述，單位是B/s或bps負(fù)載能力支持工作模式SDRAM，每周期一次；DDRSDRAM，每周期兩次，成組傳送模式（BurstModel）只在第一周期費(fèi)時(shí)。傳送速率與總線數(shù)據(jù)寬度、工作時(shí)鐘和工作模式等都有關(guān)系，總線寬度的計(jì)算公式為：

帶寬(B/s)=總線寬度/8×單位時(shí)間平均傳送次數(shù)第九頁(yè)，共22頁(yè)?？偩€的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)：某一組織制定、推薦業(yè)界遵照?qǐng)?zhí)行的規(guī)范總線標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容：機(jī)械結(jié)構(gòu)、引腳功能定義、電氣規(guī)范、通信協(xié)議等好處：系統(tǒng)配置靈活，有利于組織大規(guī)模專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)（P177）重要的標(biāo)準(zhǔn)化組織（P177）第十頁(yè)，共22頁(yè)。IEC/國(guó)際電工協(xié)會(huì)

InternationalElectrotechnicalCommission

CE/歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)

CEmarking

ITU/國(guó)際電信聯(lián)盟

InternationalTelecommunicationUnion

IEEE/美國(guó)電子電機(jī)工程師協(xié)會(huì)

InstituteofElectricalandElectronicsEngineersISO/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織

InternationalOrganizationforStandardization第十一頁(yè)，共22頁(yè)。ANSI/美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)

AmericanNationalStandardsInstituteCNS/中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄CNLA/中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證體系第十二頁(yè)，共22頁(yè)。PC機(jī)上的總線PCI總線ISA總線USB總線第十三頁(yè)，共22頁(yè)。第十四頁(yè)，共22頁(yè)。內(nèi)存總線(內(nèi)存插槽），早期沒(méi)有，后來(lái)CPU速度提升很快，內(nèi)存（DRAM）的控制由存儲(chǔ)器控制器負(fù)責(zé)。目前常用，240線DDR2-SDRAM，數(shù)據(jù)帶寬達(dá)到1066MB/s；已有DDR3，數(shù)據(jù)帶寬達(dá)到1800MB/s

金士頓2GDDR2800（240pins）115元第十五頁(yè)，共22頁(yè)。AGP（AcceleratedGraphicsPort）總線，Intel1996推出，是擴(kuò)展的PCI總線，專(zhuān)門(mén)連接顯卡，可明顯加快三維圖形和游戲軟件的顯示速度。工作頻率66.6MHz，傳輸速率達(dá)2133MB/s。第十六頁(yè)，共22頁(yè)。7.4微機(jī)系統(tǒng)的外部總線和接口PS/2接口，連接鼠標(biāo)和鍵盤(pán)傳統(tǒng)的串行接口COM、并行打印機(jī)接口LPT硬盤(pán)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)接口ATA（AdvancedTechnologyAttachment/IDE:IntergratedDriveElectronics)接口第十七頁(yè)，共22頁(yè)。第十八頁(yè)，共22頁(yè)。SCSI（SmallComputerSmallInterface）總線，占用資源少，智能化程度高，價(jià)格高，用于服務(wù)器、工作站等場(chǎng)合。通用串行總線USB(UniversalSerialBus）接口IEEE1394串行總線接口，兩個(gè)IEEE1394設(shè)備可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，無(wú)須計(jì)算機(jī)參與，多用于家電行業(yè)IEEE488總線，并行總線接口，用于連接數(shù)字化儀表。第十九頁(yè)，共22頁(yè)。IEEE13