西安電子科技大學(xué)考研復(fù)試科目微機(jī)原理與接口技術(shù)chap

總線：連接兩個(gè)以上數(shù)字系統(tǒng)元件的公共的信息通路。總線的分類：片內(nèi)總線元件級總線系統(tǒng)總線（內(nèi)總線）通信總線（外總線）總線標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)點(diǎn)：簡化軟、硬件設(shè)計(jì)，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！K化使系統(tǒng)易于擴(kuò)展、便于更新。便于調(diào)試、維修?！鞑寮宸謩e調(diào)試；一級維修CPU內(nèi)存總線控制邏輯掃描儀網(wǎng)卡聲卡SCSI卡主板主機(jī)外設(shè)1當(dāng)前第1頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)微機(jī)原理及接口技術(shù)第4章總線技術(shù)4.2內(nèi)總線（系統(tǒng)總線）2當(dāng)前第2頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)PC機(jī)的內(nèi)總線PC/XT總線ISA總線EISA總線PCI總線工控機(jī)的內(nèi)總線STD總線基于PC的工控機(jī)總線PC/104總線PC/104-PLUSCompactPCI4.2內(nèi)總線3當(dāng)前第3頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)ISA

：IBMPC/AT(286)MCA

：IBM壟斷(與ISA不兼容)EISA

：擴(kuò)展ISA(與ISA兼容)VESA

：視頻；局部總線PCI

：圖形界面、高速數(shù)傳AGP

：圖形加速接口PCI-Express

：現(xiàn)在4.2內(nèi)總線PC機(jī)的內(nèi)總線4當(dāng)前第4頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)兼容性好可靠性高支持多微處理器結(jié)構(gòu)簡單，小板結(jié)構(gòu)，模塊化4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148一、特點(diǎn)：Page1485當(dāng)前第5頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)地址選擇信號(hào)產(chǎn)生時(shí)序4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148二、信號(hào)定義：擴(kuò)展請求地址地址選擇IOEXP,MEMEXPIORQ,MEMRQ地址總線6當(dāng)前第6頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)WR讀寫時(shí)序4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148二、信號(hào)定義：地址選擇RD數(shù)據(jù)RD數(shù)據(jù)總線地址選擇數(shù)據(jù)WR數(shù)據(jù)總線讀時(shí)序?qū)憰r(shí)序7當(dāng)前第7頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)串行并行4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148三、中斷優(yōu)先級的實(shí)現(xiàn)：PCIPCOINTRQINTAKINTRQINTAKIRQ…………IRQ8當(dāng)前第8頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)串行并行BAIBAOBUSAKBUSRQ4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148四、總線優(yōu)先級控制：9當(dāng)前第9頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)利用MEMEX選擇存儲(chǔ)器組輸出接口存儲(chǔ)器選擇法4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展10當(dāng)前第10頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)輸出接口存儲(chǔ)器選擇法4.2內(nèi)總線 4.2.2.1STD總線 P148五、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展向I/O寫一個(gè)數(shù)（如11111110，選擇MEM組0），即第一組64K）；對MEM組0操作（RD/WR）。64KB×8＝512KB11當(dāng)前第11頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141BabyATATXIndustryStandardArchitecture12當(dāng)前第12頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141一、ISA總線的特點(diǎn)：支持8位、16位數(shù)據(jù)操作。將XT與AT總線的運(yùn)行速度提升至8MHz。更強(qiáng)調(diào)I/O處理能力：1KB的I/O空間、11級硬件中斷、7級DMA通道。地址、數(shù)據(jù)非多路復(fù)用。是多主控設(shè)備總線：除主CPU之外，DMA控制器、DRAM刷新控制器、帶處理器的只能卡都可以稱為ISA的主控設(shè)備。曾廣泛流行，支持的廠商眾多。13當(dāng)前第13頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141XT總線AT總線一、ISA總線的特點(diǎn)：14當(dāng)前第14頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)15當(dāng)前第15頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)16當(dāng)前第16頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)數(shù)據(jù)總線為16位（支持8位、16位數(shù)據(jù)操作）

SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WS提速：0WS，零等待狀態(tài)，也叫NOWS（NoWaitState），ISA卡通知CPU不插Tw。升位：MEMCS16、IOCS16，插件板通知CPU進(jìn)行16位數(shù)據(jù)傳送。位數(shù)可選：SBHE，總線高字節(jié)允許（SystemBusHighEnable），可選8位、16位操作?！咀⒁狻?/p>

當(dāng)SBHE被主控設(shè)備（一般為系統(tǒng)主板）置為低電平時(shí)，ISA插卡必須及時(shí)將IOCS16或MEMCS16置為有效作為回應(yīng)。4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義17當(dāng)前第17頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)數(shù)據(jù)總線為16位（支持8位、16位數(shù)據(jù)操作）

SBHE、MEMCS16、IOCS16、0WS4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義SBHESA0操作所用數(shù)據(jù)線00從偶地址開始讀/寫一個(gè)字(16位)D15～D001從奇地址讀/寫一個(gè)字節(jié)（8位）D15～D810從偶地址讀/寫一個(gè)字節(jié)（8位）D7～D011無效無18當(dāng)前第18頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)尋址能力達(dá)到16MB，地址、數(shù)據(jù)線不復(fù)用。LA17～LA23（非鎖存信號(hào)，可用BALE鎖存）LA17～LA19（不鎖存）與SA17～SA19（鎖存）重復(fù)。中斷擴(kuò)充為11個(gè)（PC/XT為6個(gè)）

IRQ3～I(xiàn)RQ7，IRQ9～I(xiàn)RQ12，IRQ14～I(xiàn)RQ15IRQ0（定時(shí)器）、IRQ1（鍵盤）、IRQ2（級聯(lián)）

、IRQ8（定時(shí)器8254）

、IRQ13（協(xié)處理器）用于系統(tǒng)板上，總線上不出現(xiàn)。B4引腳：IRQ2（XT）→IRQ9（AT），早期由8259級聯(lián)實(shí)現(xiàn)。4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義19當(dāng)前第19頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義INTIRQ8IRQ9IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ15IRQ0IRQ1IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7INTINTA高低優(yōu)先級：8259825920當(dāng)前第20頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)DMA擴(kuò)充為7個(gè)（PC/XT為4個(gè)）DRQ0～3，DRQ5～7（新增），DACK0～DACK3，DACK5～DACK7優(yōu)先級：DRQ0＞DRQ1＞……＞DRQ7

（DRQ4用作8237級聯(lián)，不出現(xiàn)）DRQ0～3：8位傳輸

DRQ5～7：16位傳輸4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義21當(dāng)前第21頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)ISA總線是一種多主控總線：MASTER

若ISA插卡要控制總線，則：ISA卡置DRQx為高；DMAC送HOLD申請總線，若成功（CPU送來HOLDACK信號(hào)）則DMAC置相應(yīng)的DACKx有效→ISA卡成為總線上的主控設(shè)備；此時(shí)AEN為高電平，若此時(shí)ISA卡需要訪問其它I/O設(shè)備（包括其它ISA卡），則置MASTER為低→釋放AEN（使AEN為低電平，無效）；……ISA卡釋放DRQx（置為低），釋放MASTER（置為高）→總線控制權(quán)又返回系統(tǒng)板。4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義22當(dāng)前第22頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)速度：CLK（B20，Output）

4.77MHz→8.3MHz（標(biāo)準(zhǔn)）→12MHz4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義時(shí)序8位I/O讀/寫16位I/O讀/寫標(biāo)準(zhǔn)周期：T1BALE有效；T2讀寫控制信號(hào)有效；T3T4T5等待；T6鎖存數(shù)據(jù)延長周期：IOCHRDY→T6采樣零等待周期：0WST3采樣，若有效→T3結(jié)束I/O讀/寫標(biāo)準(zhǔn)周期：T1T2T3延長周期要求ISA卡在譯碼條件成立的同時(shí)將IOCS16或MEMCS16置為低電平。23當(dāng)前第23頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)速度：CLK（B20，Output）

4.77MHz→8.3MHz（標(biāo)準(zhǔn)）→12MHz4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141二、信號(hào)定義速度8位，CLK=8MHz16位，標(biāo)準(zhǔn)周期標(biāo)準(zhǔn)：零等待：CLK＝8MHz：CLK＝12MHz：24當(dāng)前第24頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)早期的PC機(jī)后來：PentiumIII主板4.2內(nèi)總線 4.2.1.2ISA總線 P141三、ISA總線的體系結(jié)構(gòu)25當(dāng)前第25頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)南橋中斷控制器IDE控制器USB主控制器DMA控制器……26當(dāng)前第26頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147PeripheralComponentInterconnectLocalBusBabyATATX局部總線，1992年27當(dāng)前第27頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)ABITKV7Motherboard(AMDAthlonXPSystemBoardSocket462)28當(dāng)前第28頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147不依賴于處理器：

更換CPU→換PCI橋路即可→使PCI總線能為I/O功能而優(yōu)化一、PCI總線的特點(diǎn)：P142，①～⑥CPUPCI橋PCIBus29當(dāng)前第29頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147擴(kuò)充性好：

掛多個(gè)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)能力不夠→采用多PCI總線結(jié)構(gòu)一、PCI總線的特點(diǎn)：P142，①～⑥CPU橋0PCIBus1存儲(chǔ)器橋1PCI設(shè)備PCIBus0橋2設(shè)備PCIBus2總線橋標(biāo)準(zhǔn)總線30當(dāng)前第30頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147具有自動(dòng)配置功能，支持即插即用（PnP）。

資源需求設(shè)置工作在系統(tǒng)初啟時(shí)由BIOS完成。數(shù)據(jù)、地址奇偶校驗(yàn)功能

→保證數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性。（PAR）數(shù)據(jù)寬度32位，可擴(kuò)展為64位；2.0版支持33MHz時(shí)鐘，2.1版增加了對66MHz總線操作的支持。信號(hào)復(fù)用，支持無限讀寫突發(fā)操作。

地址、數(shù)據(jù)信號(hào)共用信號(hào)線，信號(hào)不同階段表示不同含義。

33MHz

32位：132MB/s峰值傳送速率；

64位：264MB/s峰值傳送速率；

66MHz

64位：528MB/s峰值傳送速率。一、PCI總線的特點(diǎn)：P142，①～⑥31當(dāng)前第31頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147適應(yīng)性廣。臺(tái)式機(jī)、便攜機(jī)、服務(wù)器；3.3V、5V電源。并行總線操作。在PCI橋支持下，處理器總線、PCI總線與擴(kuò)展總線可并行工作。一、PCI總線的特點(diǎn)：P142，①～⑥32當(dāng)前第32頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)設(shè)備識(shí)別供應(yīng)商識(shí)別碼00H狀態(tài)寄存器命令寄存器04H分類代碼修改版本08H內(nèi)含自測試頭標(biāo)類型延時(shí)計(jì)數(shù)器Cache大小0CH基地址寄存器10H

14H

18H

1CH

20H

24H保留28H保留2CH擴(kuò)展ROM基址寄存器30H保留34H保留38HMax-LatMin-Gnt中斷引腳中斷連線3CH目標(biāo)設(shè)備的接口芯片中包含256字節(jié)的用于配置的存儲(chǔ)空間：33當(dāng)前第33頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147以PCI總線讀操作為例：總線命令（地址節(jié)拍）C/BE[3:0]# 命令類型二、信號(hào)定義：P143～P1450000中斷應(yīng)答0001特殊周期0010I/O讀0011I/O寫0110MEM讀0111MEM寫1010讀配置1011寫配置34當(dāng)前第34頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147以PCI總線讀操作為例突發(fā)成組數(shù)據(jù)傳輸：一個(gè)分組＝一個(gè)地址節(jié)拍＋一個(gè)（多個(gè)）數(shù)據(jù)節(jié)拍（Addressphase）（Dataphase）二、信號(hào)定義：P143～P14535當(dāng)前第35頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147二、信號(hào)定義：P143～P1451234CLK567FRAME#地址數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)3主從AD[31:0]總線命令字節(jié)允許1字節(jié)允許2字節(jié)允許3C/BE[3:0]#IRDY#TRDY#DEVSEL#總線時(shí)鐘主設(shè)備準(zhǔn)備好從設(shè)備準(zhǔn)備好等待周期Tw地址節(jié)拍總線轉(zhuǎn)換周期數(shù)據(jù)節(jié)拍1數(shù)據(jù)節(jié)拍2數(shù)據(jù)節(jié)拍3總線傳送（一個(gè)分組）X36當(dāng)前第36頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147FRAME#：幀周期信號(hào)，由主控設(shè)備驅(qū)動(dòng)，表示一個(gè)總線周期的開始和結(jié)束。

DEVSEL#：設(shè)備選擇信號(hào)，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)?？偩€轉(zhuǎn)換周期：AD[31:0]既不被主設(shè)備也不被從設(shè)備驅(qū)動(dòng)，以避免總線沖突。

寫操作無總線轉(zhuǎn)換周期。在同一個(gè)時(shí)鐘上升沿IRDY#和TRDY#都有效時(shí)，數(shù)據(jù)才可以傳送。第一個(gè)地址由地址節(jié)拍得到，以后線性相加。（線性增長方式）地址/數(shù)據(jù)復(fù)用：地址節(jié)拍、數(shù)據(jù)節(jié)拍二、信號(hào)定義：以PCI總線讀操作為例37當(dāng)前第37頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147過程描述：二、信號(hào)定義：以PCI總線讀操作為例FRAME#地址節(jié)拍AD[31:0]：地址C/BE[3:0]：命令（總線讀）

0110總線轉(zhuǎn)換周期主：IRDY#從：DEVSEL#數(shù)據(jù)節(jié)拍FRAME#＝“0”FRAME#此為最后一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)拍若TRDY#或IRDY#在CLK為高電平，則主設(shè)備自動(dòng)插入Tw38當(dāng)前第38頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)PCITimeline4.2內(nèi)總線

4.2.1.4PCI總線三、PCI總線的發(fā)展39當(dāng)前第39頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.2內(nèi)總線 4.2.1.4PCI總線 P142～147三、PCI總線的發(fā)展：PCIExpress40當(dāng)前第40頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)ArchitectureComparisonPCIPCIExpressParallelSignaling33MT/Sto66MT/S32/64bitBusSidebandControlSignalsLoad-StoreArchitectureMemory,I/O,Config.PCIPowerManagementParityandECCSerialDifferentialInterface2.5GT/SScalableWidth:1X,2X…32XIn-bandcontrolLoadStoreArchitectureMemory,I/O,Config.&MessagesEnhancedConfigurationMechanism100%compatibleWithPCISoftwareAdvancedPowerManagementAdvancedRAS,NativeHotPlugSupportforQoS41當(dāng)前第41頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)PCIExpressenablesgreaterbandwidthandperformanceX16nextgenerationgraphicsfor4GBytes/second

perdirectionX1orgreaterI/OperformanceforforGbE,1394,etcfor250MBytes/second

perdirectionPCIExpressenablesnewusagemodelsIsochronoussupportforstreamingmediaforTVTuners,graphics,cameraNativeHotPlugsupportfornewformfactorsandmodules–ExpressCardTMGeneralPurposePCIExpressTopology42當(dāng)前第42頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)AGP(primarilyforgraphicscards)PCIExpressx132-bitPCIPCIExpressx1664-bitPCIISA常見的系統(tǒng)總線43當(dāng)前第43頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)微機(jī)原理及接口技術(shù)第4章總線4.3外總線（通信總線）44當(dāng)前第44頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)RS232C、RS-485Centronic、IEEE1284SCSI、SASIDE、ATA、SATAUSBIEEE1394IEEE4884.3外總線45當(dāng)前第45頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)DTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備DCE：數(shù)據(jù)通信設(shè)備4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口一、RS232C的特點(diǎn)：P159二、電氣特性、引腳功能：25針/9針D型連接器46當(dāng)前第46頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)信號(hào)傳送信息信號(hào)：TxD②：發(fā)送數(shù)據(jù)線（DTE→DCE）RxD③：接收數(shù)據(jù)線（DTE←DCE）聯(lián)絡(luò)信號(hào)：RTS④：請求發(fā)送（DTE→DCE）CTS⑤：清除發(fā)送（DTE←DCE）DTR(20)：DTE就緒（DTE→DCE）DSR⑥：DCE就緒（DTE←DCE）DCD：數(shù)據(jù)載波檢測（DTE←DCE）RI：振鈴指示（DTE←DCE）4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：25針/9針D型連接器47當(dāng)前第47頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)RTS：請求發(fā)送半雙工：RTS請求，CTS應(yīng)答（DTE→DCE）全雙工：接恒定電平CTS：清除發(fā)送（DTE←DCE）DTR：DTE就緒，計(jì)算機(jī)一加電即有效（DTE→DCE）DSR：DCE就緒，Modem加電且連在線路時(shí)有效（DTE←DCE）DCD：數(shù)據(jù)載波檢測（DTE←DCE）“1”→本地DCE收到遠(yuǎn)程DCE發(fā)的載波信號(hào)RI：振鈴指示（DTE←DCE）“1”→本地DCE收到遠(yuǎn)程DCE發(fā)的振鈴信號(hào)4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：25針/9針D型連接器48當(dāng)前第48頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)電平（一般為±12V）4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：25針/9針D型連接器數(shù)據(jù)信號(hào)（RxD、TxD）控制信號(hào)（RTS等）邏輯1－3～－15V（傳號(hào)）＋3～＋15V（接通）邏輯0＋3～＋15V（空號(hào)）－3～－15V（斷開）49當(dāng)前第49頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)與TTL電平轉(zhuǎn)換TTL→RS232C：MC1488，SN75150，±15V供電RS232C→TTL：MC1489，SN75154，＋5V供電MAX232：單＋5V供電，內(nèi)部有電壓倍增電路

CMOS/TTL←→RS232C4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口二、電氣特性、引腳功能：25針/9針D型連接器50當(dāng)前第50頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)使用Modem連接

電纜信號(hào)一一對應(yīng)，共10線。

（保護(hù)地、信號(hào)地、……）軟硬件系統(tǒng)調(diào)試：控制臺(tái)、超級終端4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口三、RS232的應(yīng)用計(jì)算機(jī)（DTE）Modem（DCE）Modem（DCE）計(jì)算機(jī)（DTE）電話線51當(dāng)前第51頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE）←→計(jì)算機(jī)（DTE）

用于近程通信，＜15米，多種連法，舉二例。交叉連接方式三線經(jīng)濟(jì)方式4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口三、RS232的應(yīng)用52當(dāng)前第52頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE）←→計(jì)算機(jī)（DTE）交叉連接方式4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口三、RS232的應(yīng)用全雙工全雙工53當(dāng)前第53頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)直接連接：計(jì)算機(jī)（DTE）←→計(jì)算機(jī)（DTE）三線經(jīng)濟(jì)方式

軟件不需要檢測CTS、DSR狀態(tài)。4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口三、RS232的應(yīng)用54當(dāng)前第54頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)RS423：單端輸出、差分接收（非平衡傳輸）1200米 1Kbps90米 100KbpsRS422：差分輸出、差分接收（平衡差分傳輸）1200米 100Kbps90米 10Mbps4.3外總線4.3.1RS-232C串行通信接口四、RS423、RS42255當(dāng)前第55頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165SCSI：SmallComputerSystemInterface，讀作“Scuzzy”開發(fā)目的：使用邏輯地址而非物理地址尋址數(shù)據(jù)

不依賴于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線計(jì)算機(jī)外存SCSI56當(dāng)前第56頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165AnassortmentofvariousSCSIconnectorsonthebacksoftwoZipdrivesandanexternalharddiskdrive.EachofthesedeviceshasacontrolonthebackforchangingtheSCSIID

numberoftheunit.EachalsohastwoSCSIportssothatadditionalSCSIdevicesmaybedaisy-chainedon.Notethediamond-shapedSCSIsymbolintheupper-rightcornerofthepicture.57當(dāng)前第57頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)適用范圍廣IDE接口：每個(gè)IDE通道占用一個(gè)IRQ；一塊標(biāo)準(zhǔn)主板只有兩個(gè)IDE通道，每個(gè)IDE通道最多可接兩個(gè)設(shè)備。SCSI：可連接設(shè)備數(shù)超過15個(gè)，所有設(shè)備只占用一個(gè)中斷號(hào)。傳輸速率高Ultra320SCSI：320MB/sSCSI5：640MB/s4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165一、特點(diǎn)58當(dāng)前第58頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)提高了CPU的效率，CPU占用率低SCSI控制卡/控制器中有專門的芯片，用來負(fù)責(zé)SCSI數(shù)據(jù)的處理。CPU只需將命令傳輸給SCSI的專用處理芯片，后面有關(guān)的處理工作由SCSI專用芯片處理。支持多任務(wù)在對一個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，允許另一個(gè)設(shè)備對其進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)尤為重要。智能化SCSI卡上的專用處理芯片對CPU指令進(jìn)行排隊(duì)。在多任務(wù)時(shí)，硬盤會(huì)根據(jù)當(dāng)前磁頭位置，將鄰近的任務(wù)完成，再逐一處理后面的任務(wù)。4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165一、特點(diǎn)59當(dāng)前第59頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)是通用接口，是一種設(shè)備無關(guān)的I/O子系統(tǒng)。

磁盤、磁帶、CD-ROM、CDRW、……PC、服務(wù)器、工作站、小型機(jī)、……使用高級命令通信，不涉及物理地址總線上主機(jī)適配器＋外設(shè)控制器≤8個(gè)多任務(wù)：主機(jī)外設(shè)外設(shè)外設(shè)占用CPU資源少

智能：有專用命令集，

有總線仲裁、設(shè)備選擇功能。4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165一、特點(diǎn)：SCSI-1、SCSI-2接口本身的功能60當(dāng)前第60頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)兩種工作方式：同步數(shù)據(jù)傳輸

SCSI-1：5MB/s

SCSI-2：10MB/s異步數(shù)據(jù)傳輸

SCSI-1：1.5～3MB/sSCSI總線上的設(shè)備無主/從之分?？偩€上任何設(shè)備可作啟動(dòng)設(shè)備，也可作目標(biāo)設(shè)備。4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165一、特點(diǎn)：SCSI-1、SCSI-2ANSIX3.131-198661當(dāng)前第61頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式單端：最大總線長度為6米。差分：最大總線長度為25米。LVD：最大總線長度為12米。三種驅(qū)動(dòng)方式不能共存（驅(qū)動(dòng)電路、接收電路）4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165一、特點(diǎn)：SCSI-1、SCSI-2LowVoltageDifferential，低壓差動(dòng)負(fù)邏輯“1”低電平“0”高電平信號(hào)成對使用，無公共地“＋”＞“－”電平：“1”“＋”＜“－”電平：“0”62當(dāng)前第62頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165二、設(shè)備連接63當(dāng)前第63頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165三、總線信號(hào)啟動(dòng)設(shè)備A電纜接口目標(biāo)設(shè)備A電纜接口DB7～DB0，DBPREQACKC/DI/OSEL（OC）MSGBSY（OC）ATNRST（OC）64當(dāng)前第64頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)DB7～DB0，DBP：

命令，數(shù)據(jù)，狀態(tài)，消息，SCSI-ID

REQ，ACK：握手信號(hào)C/D “0”：DB7～DB0為數(shù)據(jù)

“1”：為命令、狀態(tài)、消息

I/O “0”：數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備→目標(biāo)設(shè)備

“1”：數(shù)據(jù)啟動(dòng)設(shè)備←目標(biāo)設(shè)備

SEL “1”：處于選擇、再選擇階段

MSG “1”：處于消息階段4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165三、總線信號(hào)65當(dāng)前第65頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)ATN＝“1”：啟動(dòng)設(shè)備有消息要傳送。

BSY＝“1”：SCSI總線正在使用。

RST＝“1”：復(fù)位SCSI總線上的所有設(shè)備。4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165三、總線信號(hào)66當(dāng)前第66頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)概述啟動(dòng)設(shè)備（Initiator）選擇一個(gè)目標(biāo)設(shè)備，并發(fā)送一條命令。目標(biāo)設(shè)備（Target）被選中并接收命令，即獲得總線控制權(quán)，將命令傳送到相應(yīng)的LUN（邏輯單元）去執(zhí)行。目標(biāo)設(shè)備釋放總線。LUN：物理外設(shè)；

執(zhí)行SCSI命令所需的邏輯電路。

（每個(gè)Target至少有一個(gè)LUN）4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165四、工作過程67當(dāng)前第67頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)SCSIID

每個(gè)SCSI設(shè)備有一個(gè)ID，不能相同。

優(yōu)先級：ID7＞ID6＞……＞ID0

SCSI適配器（SCSI卡）

可接7個(gè)設(shè)備4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165四、工作過程68當(dāng)前第68頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)總線階段 ①信號(hào)上的表現(xiàn)4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165四、工作過程總線階段SELMSGC/DI/O數(shù)據(jù)方向數(shù)據(jù)類型選擇1xx0I→T再選擇1xx1I←T數(shù)據(jù)輸出0000I→T數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入0001I←T數(shù)據(jù)命令0010I→T命令狀態(tài)0011I←T狀態(tài)消息輸出0110I→T消息消息輸入0111I←T消息69當(dāng)前第69頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)總線階段 ②

SCSI階段遷移圖（簡化）4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165四、工作過程SCSI-1總線空閑仲裁選擇消息數(shù)據(jù)命令消息狀態(tài)70當(dāng)前第70頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)總線階段

例：TestUnitReady命令階段遷移表

（6字節(jié)命令，命令碼為全0）4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165四、工作過程71當(dāng)前第71頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)階段序號(hào)階段名DB7～DB0說明0空閑1仲裁C0H110000002選擇81H100000013消息輸出80HIdentify消息→確認(rèn)設(shè)備4命令00H發(fā)送“TestUnitReady”命令5命令00H6命令00H7命令00H8命令00H9命令00H10狀態(tài)00H操作成功（Good狀態(tài)）11消息輸入00HCommandComplete消息12空閑命令執(zhí)行完畢ID7與ID6競爭總線，ID7獲得控制權(quán)啟動(dòng)設(shè)備（ID7）選擇目標(biāo)設(shè)備（ID0）72當(dāng)前第72頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)串行SCSI總線：SAS總線4.3外總線4.3.2.1SCSI總線P161～165五、SCSI總線的發(fā)展73當(dāng)前第73頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)4.3外總線4.3.2.3USB總線P167～169USB：通用串行總線，UniversalSerialBusAUSBportonthesideofaPowerBookcomputer,alongwiththematchingcableconnectoraboveit.NotetheUSBsymbolthatappearsnexttotheport.USBFlashDrives(keydrives)comeinavarietyofshapesandcolors(oneexampleisshownbelow).Theystoredataonflashmemorychips.Thestoragecapacityvaries,butanythingfrom16MBtooveragigabyteareavailable.74當(dāng)前第74頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)目前PC機(jī)I/O模式的缺點(diǎn)：PC外設(shè)日益豐富，接口、擴(kuò)展槽有限；種類繁多的接口電纜線。I/O資源分配（I/O空間、IRQ、DMA）

→接口卡一多，上述資源可能耗盡。熱插拔、PnP的需求。4.3外總線4.3.2.3USB總線P167～169一、對USB的需求75當(dāng)前第75頁\共有84頁\編于星期日\16點(diǎn)USB的特點(diǎn)/優(yōu)點(diǎn)：單一接口類型。4芯接口每個(gè)USB總線支持127個(gè)外設(shè)。整