微机原理 lecture06.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * 串行方式机制简单，但由于信号的串行传输会加大延迟，只用于较小的系统中。当高优先级的模块频繁使用总线时，低优先权的模块可能会长时间得不到总线。 并行方式仲裁电路较复杂，但允许总线上连接许多主模块适合较大的系统。 * 1 总线标准的产生的途径： (1) 计算机制造厂家 (2) 国际标准组织或机构 6.6.4 总线的发展 2 在总线标准的发展历程中，部分曾产生一定影响的总线标准： IEEE 696 ，由S-100总线发展而来 IBM PC/XT 总线(IBM 62线总线)； IBM PC/AT 总线； ISA 总线； PCI 总线； USB 总线等。 3 总线技术和总线标准也在不断发展和完善，新的总线标准以高带宽、实用性和开放性为特点。 * ISA总线 ISA总线介绍 20世纪80年代初期，IBM在推出自己的微机系统IBM PC/XT时，就定义了一种总线结构，称为XT总线。这是8位数据宽度的总线。 随着IBM采用80286 CPU，推出IBM PC/AT微机系统，又定义了与XT总线兼容的16位的AT总线。 ISA总线(Industrial Standard Architecture)即AT总线，它是在8位的XT总线基础上扩展而成的16位的总线体系结构。 * PCI总线 PCI总线(Peripheral Component Interconnect，外围部件互连总线)于1991年由Intel公司首先提出，并由PCI SIG(Special Interest Group)来发展和推广。 PCI总线是并行总线，且其地址和数据是同一组线，分时复用。 PCI总线支持32位和64位两种位宽，时钟频率为33MHz，总线带宽： 32bit*33MHz= 1056Mbps?=132MB/s 64bit*33MHz= 2112Mbps=264MB/s * CPU 存储器 CPU总线 CPU总线/PCI 总线桥（北桥） PCI总线/ISA 总线桥（南桥） PCI图形 适配器 PCI网卡 PCI硬盘 控制器 PCI总线 ISA总线 ISA卡 . . . ISA卡 PCI总线结构框图 * 这是一个由CPU总线、PCI总线及ISA总线组成的三层总线结构。 CPU总线也称“CPU-主存总线”或“微处理器局部总线”，CPU是该总线的主控者。此总线实际上是CPU引脚信号的延伸。 通过桥芯片(北桥和南桥)，上边与高速的CPU总线相连，下边与ISA总线相连。 PCI总线是一个32位/64位总线，且其地址和数据是同一组线，分时复用。在现代PC机(如Pentium系列)主板上一般都有2～3个PCI总线扩充槽。 * 在上述PCI总线结构中，CPU总线、PCI总线及ISA总线通过两个桥芯片连成一个整体，桥芯片起到信号缓冲、电平转换和控制协议转换的作用。 通常将“CPU总线/PCI总线桥”称为“北桥”，处理内存、显卡等设备的高速数据 称“PCI总线/ISA总线桥”为“南桥”。处理硬盘、键盘等低速外设的数据 这种以“桥”的方式将两类不同结构的总线“粘合”在一起的技术特别能够适应新型总线的发展，比如对AGP和PCI Express总线的支持。 * 高速图形端口AGP总线 PCI总线最大数据传输率仅为132MB/s(兆字节/秒)，由于设备共享，PCI总线连接的单个设备的实际数据传输率远低于132MB/s。 为保证图形处理的很高的总线数据传输率，发展了AGP(Accelerated Graphics Port，高速图形端口) 。 AGP是由Intel公司开发，三维图形控制卡从PCI总线上分离出来，直接连在CPU/PCI控制芯片组”(北桥)上，形成专用的高速点对点通道。 严格的总线意义上讲，AGP并不是一种总线标准。AGP仅为供显卡专用的高速数据传输端口，而不是多个设备共享的资源。 * AGP可以工作于处理器的时钟频率下，若以66MHz的基本频率(实际为66.66MHz)运行，则称为基本AGP模式(即AGP 1X)，每个时钟周期完成一次数据传输。 由于AGP的数据传输宽度为32位(4字节)，所以在66MHz的时钟频率下能达到约266MB/S的数据传输能力； 此外，还定义了AGP 2X模式，4X模式和8X模式。 在倍数模式下，每个时钟周期完成多次数据传输，进一步提高了数据传输速率。如AGP8X达到2GBp/s。 * PCI Express总线 PCI Express 针对PCI总线的问题而发展的高速总线 PCI Express的软件与PCI兼容 PCI Express是串行总线，进行点对点传输，每个传输通道独享带宽 两个PCI Expres