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第3章 总线 3.1总线概述 3.1.1定义及分类 1. 片内总线 2. 元件级总线 3. 内总线 4. 外总线 3.1.2采用总线标准的优点 1. 简化硬、软件的设计 2. 简化系统结构 3. 易于系统扩展 4. 便于调试 5. 便于维修 3.2内总线 3.2.1PC的内总线 1. PC/XT总线 2. ISA总线 3. EISA总线 4. PCI总线 图3.1配置存储空间 3.2.2工控机的内总线标准 1. STD总线 2. 基于PC的工控机总线 图3.2PC/104电路板及插座 图3.3PC/104-Plus电路板及插座 3. Compact PCI 图3.4Compact PCI背板 3.3外总线 3.3.1常见外总线 1. RS-232C 2. 其他有关总线 图3.5RS-422接口驱动与接收电路 图3.6RS-485利用DS9617X的典型连接 3.3.2PC的外总线 1. SCSI总线 2. ATA总线 3. USB总线 图3.7USB总线信号 图3.8USB总线连接的拓扑结构 4. IEEE 1394 图3.9IEEE 1394六芯电缆 3.4总线驱动与控制 3.4.1总线竞争的概念 图3.10两个门竞争总线 3.4.2负载的计算 1. 直流负载的估算 图3.11负载计算 2. 交流负载的估算 3.4.3总线驱动与控制的实现 1. 系统总线的驱动与控制 2. 板内总线的驱动与控制 图3.12接口板内数据总线驱动与控制 图3.13接口板内数据总线驱动与控制 图3.14内存板板内驱动电路 图3.15板内既有内存又有接口的双向驱动 3.5有关总线的工程问题 3.5.1总线上的交叉串扰 1. 由于分布电容引起的串扰 图3.16总线间电容耦合及其等效电路 2. 分布电感引起的交叉串扰 图3.17总线间的互感产生串扰 3.5.2总线的延时 3.5.3总线上的反射与终端网络 1. 总线上的反射 图3.18传输线等效电路 图3.19信号反射网格 2. 终端匹配网络 图3.20电阻分压网络 图3.21利用二极管箝位的网络 图3.22恒压源匹配网络 图3.23驱动器串接电阻 图3.24简单的终端电阻 图3.25终端分压网络 图3.26IEEE 488总线匹配网络 图3.27SCSI总线匹配网络 图3.28始端与终端均接上拉电阻 习题 3.1试说明总线的分类及采用总线标准的优点。 3.2 PC/XT总线插座上有多少个接点？主要包括哪几类信号？ 3.3与PC/XT相比，PC/AT（ISA）总线新增加了哪些信号？其总线工作频率是多少？ 3.4试说明PCI总线的特点，PCI总线通常分为哪几类？说明什么叫即插即用。 3.5说明STD总线特点及其不足。 3.6描述基于PC的工业控制机（IPC）的特点，并说明作为IPC代表的PC/104与ISA的主要不同。 3.7试说明PC/104-Plus与PC/104相比有什么特点？ 3.8作为第三代工控机内总线标准的Compact PCI的特点是什么？ 3.9说明Compact PCI总线支持3U背板的结构特点，插在背板上的两种电路板的尺寸是多少？ 3.10说明串行接口总线RS-232C的特点及其不足。 3.11叙述SCSI总线的特点及在当前使用中存在的问题，并说明SAS的主要优点。 3.12当前ATA总线的最高数据传输速率为多少？ATA中磁盘机与主机之间的两种数据传输方式有什么不同？SATA较ATA好在哪里？ 3.13说明USB的特点，USB由哪4个信号组成？各起什么作用？USB系统中主控器的主要功能是什么？ 3.14简要说明IEEE 1394的特点。 3.15说明什么是总线竞争？在计算机系统中，一旦发生总线竞争其后果会怎么样？ 3.16已知某门电路的输入参数为： IIH=0.1mA，IIL=0.2mA，Cin=5pF。该门的输出参数为： IOH=16mA，IOL=22mA，Cp=250pF。试求出该门驱动它自己，在理想的情况下可驱动多少个门。 3.17当某微机系统由多块电路板构成时，试说明板内双向数据总线进行驱动与控制的必要性。 3.18某内存板板内内存地址为A0000H～FFFFFH，试画出板内双向数据总线驱动与控制电路。 3.19接口板板内接口地址为5000H～7FFFH，试画出板内双向数据总线驱动与控制电路。 3.20某微型机的电路板上有内存C0000H～EFFFFH和接口A000H～BFFFH，试画出该电路板板内双向数据总线驱动与控制电路。 3.21引起总线交叉串扰的因素是什么？如何减少串扰的影响？ 3.22总线上的延时是如何造成的？减少它们的途径有哪些？ 3.23说明总线上信号反射的产生原因及造成的后果。 3.24在计算机的内总线上，可以采取哪些措施减小反射的影响？ 3.25为减小SCSI总