第六章 总线技术知识 微型计算机原理与应用 电子教案 .pptVIP

第6章 总线技术 【内容简介】 本章首先简要介绍总线的基本概念、总线的组成与标准、总线信号传送方式、总线分类，然后讲述总线的基本结构与功能；最后，给出微型计算机中的常见总线。 【重点难点】 重点是总线的基本概念、数据传输方式、微型计算机中的总线结构、类型、功能及常用总线的特点与应用。难点是微型计算机中的总线结构、类型、功能及常用总线的特点与应用。 第6章 总线技术 6.1 总线的基本概念 6.2 总线信号的传输方式与分类 6.3 总线结构 6.4 微型计算机常用总线 6.1 总线的基本概念 6.1.1 基本概念 6.1.2 总线的组成 6.1.3 总线标准 6.1.1 基本概念 1. 什么是总线 总线是连接计算机各组成部件的共用数据通路。连接在总线上的各个部件以分时的方式共享总线，实现数据传送。计算机工作的过程，实质上就是数据流通过总线在各个部件之间流动的过程。因此，总线也是计算机系统中的重要组成部分。 2. 总线的作用 总线的作用主要表现在两个方面。一是连接计算机的各组成部件，构成不同规模的计算机系统。二是在各组成部件之间形成通路，实现数据和信息传送。 3. 总线的特性 总线的特性可概括为两个方面，即分时性与共享性。其中共享性是指总线为挂接在其上的多个部件所共有；分时性是指同一总线可由多个部件分时使用。 在同一时刻，只能有一个部件发送数据，可有多个部件接收数据。 6.1.3 总线标准 1. 总线标准 总线标准是指国际上公认的有关总线的一些约定和互连标准。它规定了总线连接中所使用的信号、信号线的数目、名称、排列顺序、电平标准、时序信号以及插件的尺寸等。 在微机系统中，总线分为片内总线、片级总线和系统总线。目前，片内总线的标准尚未得到妥善的解决，主要原因是各厂商生产的LSI芯片没有标准规范。片级总线用于主机板或插件上各芯片之间的连接，一般与CPU的外部信号线一致。而系统总线是各插件板或外部设备与主机板的连接线路，已有多种标准。 总线标准定义的方式主要有两种。一是国际组织定义，比如IEEE（电气及电子工程师协会）推出的IEEE－488、EIA（电子工业协会）推出的RS－232C等。 另一种是生产厂商独家或多家联合推出，然后得到社会的公认，比如IBM公司推出的ISA总线、Intel公司推出的PCI总线等。 2. 标准化总线的意义 （1）有利于模块化结构的设计。为计算机的设计、安装和调试供了方便。同时，也降低了单一厂商设计和生产的风险。 （2）采用标准化的总线结构，有利于多厂商联合生产，有利于兼容机、兼容插件的生产，提高了不同厂商产品的通用性与互换性。 （3）有利于系统的扩充与升级。 （4）便于故障的诊断与维修。 6.2 总线信号的传输方式与分类 6.2.1 信号传输方式 6.2.2 总线分类 6.2.1 信号传输方式 在微型计算机系统中，信号传送的方式主要有两种，即串行和并行。 1. 串行传送:串行传送是指数据信号一位接着一位，在一条传输线上传送。一般低位在先，高位在后，如图6.1所示。1和0的确定，可用正逻辑表示，也可用负逻辑表示。数据位的确定，由同步脉冲进行，可采用内同步或者外同步。 主要优点是传输线少，成本低廉，适合于远距离传送，但是传送速率低。 2.并行传送 并行传送是采用多条传输线，同时传送多位数据。其传输速率比串行高，但是所需传输线路多，成本高，常用于近距离传送，其示意如图6.2所示。 在并行传送时，若数据字长大于数据线的宽度时，常把多位数据分段传送。比如先传送低字节，再传送高字节。因此，这种传送方式也称为分组传送。 另外，按照数据的组织与定时方式，总线数据传送还可分为同步方式、异常方式和半同步方式。 6.2.2 总线分类 从不同的角度出发，总线可有不同的分类方式。这里，仅按总线的使用范围与功能分为三种类型，即片内总线、片级总线、系统总线。 （1）片内总线 位于集成电路芯片的内部，用来连接片内的各功能部件，比如ALU、寄存器、片内Cache、总线接口部件等，一般由生产厂家设计，目前尚无统一的标准。 （2）片级总线 片级总线是在主机板上连接各集成电路的总线。比如连接CPU、存储器、I/O接口电路等。因此，也称主机板局部总线。 （3）系统总线 系统总线