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第6章 接口——目录6.1 接口的基本知识 接口概述 接口的操作6.2 串行接口——RS-232C6.3 并行接口——IEEE12846.4 USB6.5 IEEE-1394接口6.6 SATA接口6.7 RAID6.8 SCSI接口6.9 无线接口总线主机(CPU)外部设备接口电路连接电缆6.1 接口的基本知识——定义和指标接口——用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息交换。接口由接口硬件（接口电路、连接器、连接电缆等)和接口软件(程序)组成。接口软件：在主机运行接口的指标 传输速度、传输距离、传输媒介； 可靠性（差错控制） 、安全性（必威体育官网网址）； 资源占用（包括CPU时间、中断、DMA等）； 高层协议。6.1 接口的基本知识——接口概述接口的基本功能地址译码：一个计算机系统有多种和多台外部设备，因此就有多个I/O接口，为了能够对各个设备进行选择，必须给它们分配不同的地址码。数据传送：CPU执行输入/输出指令与外部设备交换数据。数据缓冲：用于输入输出过程中的暂存，对方不能及时接收数据时，将数据暂存在接口电路中。根据接口的需要可以是1个或2个字节，或是FIFO存储器，也可以是数据存储区。信号变换：完成计算机数字信号与I/O设备信号(如模拟信号、开关信号、计数脉冲等)的相互转换。中断：大多数接口电路有中断功能，以提高接口程序的效率。6.1 接口的基本知识——接口概述一个完整的I/O接口，还包含相应的软件驱动程序这些软件有的放在接口的ROM中，有的放在主机板的ROM中，有的需要在OS中安装，当需要时才装入内存。在PC机中，这些软件称为基本I/O系统，即BIOS。应用程序可以通过调用BIOS来操作I/O接口，而避免由应用程序直接访问硬件。双向缓冲发送数据缓冲存储线路驱动信号变换数据总线接收数据缓冲存储接口信号线控制寄存器状态寄存器接口控制电路地址总线地址译码读写控制中断6.1 接口的基本知识——接口概述实现数据I/O缓冲，实现异步的CPU传送和接口传送，减少CPU的开销。接口电路的构成完成接口的电平变换、数据格式变换。受控于接口控制电路，完成双向传送。软件将对接口的控制信息写入控制寄存器，完成对接口的控制。完成CPU对特定地址I/O的读写识别记录接口的状态、错误。外设的情况等。CPU通过读状态寄存器了解接口的情况。实现对接口的内部时序控制，实现中断，管理缓存，写状态寄存器等。接口软件IN AL,07OUT 08,AL…产生特定地址的I/O总线信号6.1 接口的基本知识——接口概述接口软件、I/O总线、接口电路和连接的外部设备的关系特定的总线地址信号对特定的接口电路有效计算机主机系统ICH接口电路1外部设备1接口电路2外部设备2I/O总线I/O接口连接器6.1 接口的基本知识——接口的分类传输距离近距离、中距离和远距离信息位传输方式串行和并行定时方式同步、异步传输媒介有线、无线传输方式单工、半双工和全双工6.1 接口的基本知识——接口的分类物理连接点对点连接、点对多连接、多点连接标准 简单接口和复杂接口6.1 接口的基本知识——接口信号单极性与双极性单极性：数字信号两种状态有一个是0电平，有一个是固定电平双极性：数字信号两种状态分别对应两个固定的非零电平6.1 接口的基本知识——接口信号归零与不归零信号不归零：位传输时间内，电平恒定不变归零：有效电平只占位传输时间的一部分6.1 接口的基本知识——接口信号平衡与不平衡信号非平衡信号以地线为参考点平衡信号中参考点是信号的反向电平平衡传输（差分传输）具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易等许多优点。接口电路总线控制接口发送电路发送缓存计数器连接器接收电路接收缓存计数器6.1 接口的基本知识——接口的操作接口的操作：程序对接口的访问（读/写）方式。不同的接口电路支持不同的操作方式。查询控制方式：在程序的主动控制下，通过读取状态寄存器了解接口的情况，完成相应的程序操作。为了及时了解接口的状态，需要时间密集的查询操作。CPU效率低。接口电路总线控制接口发送电路发送缓存中断连接器接收电路接收缓存中断6.1 接口的基本知识——接口的操作接口的操作：程序对接口的访问（读/写）方式。不同的接口电路支持不同的操作方式。中断控制方式：当接口出现需要程序干预的事件，通过中断通知CPU，CPU再读取状态寄存器，确定事件的种类，以便执行不同的代码处理。CPU效率高而且及时。接口电路RAM总线控制接口发送电路发送缓存中断连接器接收电路接收缓存中断6.1 接口的基本知识——接口的操作接口的操作：程序对接口的访问（读/写）方式。不同的接口电路支持不同的操作方式。DMA控制方式：CPU与接口的数据传送采用DMA传送，即传送的具体过程由硬件（DMA控制器）完成，传送速度比通过CPU快，尤其是在批量传送时效率很高。1