输入输出系统研究.pptVIP

* * 计算机系统大多采用模块结构，一个模块就是具有专门功能的插件板，或叫做部件、插件、插卡。例如，主机板、存储器卡、I／O 接口板等。随着集成电路集成度的提高，一块板上可安装多个模块。各模块之间传送信息的通路称为总线。 * 为便于不同厂家生产的模块能灵活构成系统，形成了总线标准。一般情况下有两类标准，即正式公布的标准和实际存在的工业标准。正式公布的标准由 IEEE (电气电子工程师学会) 或 CCITT(国际电报电话咨询委员会) 等国际组织正式确定和承认，并有严格的定义。 实际的工业标准首先由某一厂家提出，而又得到其他厂家广泛使用，这种标准可能还没有经过正式、严格的定义，也有可能经过一段时间后提交给有关组织讨论而被确定为正式标准。在标准中对插件引线的几何尺寸、引线数、各引线的定义、时序及电气参数等都作出明确规定，这对子系统的设计和功能的扩充都带来了方便。 * 系统总线 计算机系统内各功能部件（CPU、主 存、I/O接口）之间相互连接的总线。 * * * 总线是从两个或两个以上源部件传送信息到一个或多个部件的一组传输线，如一根传输线仅用于连接一个源部件(输出)和一个或多个目的部件(输入)，则不称为总线。 由于多个模块(或部件)连接到一条共用总线上，必须对每个发送的信息规定其信息类型和接收信息的部件，协调信息的传送；必须经过选择判优，避免多个部件同时发送信息的矛盾。还需要对信息的传送定时，防止信息的丢失。这就需要设置总线控制线路。总线控制线路包括总线判优或仲裁逻辑、驱动器和中断逻辑等。 * 如何控制在总线上传送数据？除了指明数据的传送方向是输入还是输出外，还必须提供控制数据传送的定时信号，例如规定发送方何时可以把数据放到I/O总线上，接收方何时可以从总线上接收数据。从传送定时角度，可以把数据传送控制方式分为两种，即同步方式和异步方式。与之对应总线也可分为同步总线和异步总线，同步总线使用统一时钟信号，控制发送方和接收方传送数据的定时控制。而异步总线收发双方依靠互相约定的应答信号实现数据传送时间控制。 同步总线方式的优点是简单，但简单也带来一些缺点，有时为照顾低速设备输入操作，使得I/O总线周期加长，降低了输入速度；其次是可靠性差，传送过程中不再考虑数据是否到达，时间一到立即发出从总线上取数据的命令；第三是灵活性差，对不同速度的设备都使用统一固定的时序控制并不是最好的选择。 异步方式利用收发双方请求回答的握手信号，实现有关传送操作，工作比较可靠，灵活。工作速度也有改进，可以适应各种速度设备的传送要求，缺点是传送过程较复杂，相对于一台固定速度的设备来说，因为增加了应答时间，速度上还是受到影响。因此现在计算机中把高速设备和低速设备分成两个I/O总线，使用不同的时序控制信号，分别采用不同速率的同步方式传送数据，也是一种可取的方案。 * 486dx * Pentium计算机就采用了三级总线结构，即CPU总线、PCI总线、ISA总线。 CPU总线也叫存储总线或系统总线，它具有32位地址线和64位数据线，采用60MHz时钟与存储器同步传送数据，总线上可接4×128MB的主存和二级Cache。 PCI总线是一组高速I/O设备总线，可接磁盘控制器、网络接口控制器、图形显示器控制器。PCI总线是一组32位(或64位)的同步总线，数据线与地址分时复用，总线时钟频率30MHz，总线带宽132MBps。 PCI总线通过PCI总线控制器与CPU总线连接，PCI总线控制器负责控制协议转换、传送数据时不同速度设备的数据缓冲及电平转换等，通常把这个控制部件叫北桥。 第三级为ISA总线，Pentium机使用ISA总线与低速I/O设备通信。ISA总线通过8位或16位的设备适配器连接各种设备，ISA总线支持15级中断和7路DMA方式与系统通信。ISA总线可连接扫描仪、打印机、CD-ROM驱动器、磁带机、调制解调器等。ISA总线控制器与PCI总线相接，接受PCI 总线控制。ISA总线控制器习惯上叫南桥，ISA总线时钟频率为8MHz，总线宽度16位。 * 作为串行总线的三驾马车，串行ATA、HyperTransport与PCI Express在PC中居于核心地位，三者分别主管磁盘系统、芯片级互联以及作为系统总线，在成功接替原有的并行技术之后，这三大串行总线并没有因此停步不前，而是朝向更高的方向迈进。串行ATA 2.0、HyperTransport 2.0以及PCI Express 2.0都开始普及或被提上日程，串行系统因此变得更为成熟，高速性也获得充分体现。 * * * /message.do?operate=doListthreadID=2134021forumID=B1001 1.线路板 2.北桥芯片 3.南桥 4.CPU插座 5.内存