第章总线接口与过程通道总线及其标准.ppt

计算机控制技术;总线概述 ; 一套计算机系统除中央处理器件外，还有存储器、系统总线、接口电路、外部设备等多个部分。各类外部设备和存储器，都通过各种接口电路连接到计算机系统的总线上，用户可根据不同应用，选择不同类型的外部设备，设置相应的接口电路，把它挂接到系统总线上，构成不同用途、不同规模的计算机应用系统。 ;1.常规外围设备，如键盘、 CRT显示器、打印机、磁盘机等。 2.被控设备和检测仪表、显示装置、操作台等。;因此， I／O接口和 I／O通道是计算机控制系统不可缺少的组成部分。;总线的概念 ; 总线就是一组信号线的集合，用这个集合可以组成系统的标准信息通道，它定义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。;总线的定义： 一组公用线的集合 规定了各引线的信号、时序、电气和机械特性; 为计算机系统内部各部件、各模块之间或计算机各系统之间提供了标准的公共信息通路; 符合某种总线的标准。 ;总线技术 通道控制功能、使用方法、仲裁方法和传输方式等 总线的标准、结构不同，性能差异很大 ;总线结构连接示意图 ;总线结构连接的优点 结构由面向CPU变为面向总线 硬件、软件模块化设计与生产 结构清晰, 便于灵活组态、扩充、改进与升级 符合同一总线标准的产品兼容性强 满足用户不同的需要,容易构成各种用途的计算机应用系统 ;微型计算机广泛采用总线技术，用以简化硬件、软件的系统设计。 从硬件角度看，接口设计者只需按总线规范设计插件板，保证它们具有互换性与通用性，以便大批量生产，支持计算机系统的性能及系列产品的开发。 从软件角度看，接插件的硬件结构带来了软件设计的模块化。 ; 用总线连接的系统，结构简单清晰，便于扩充与更新。 例如在规模上扩充时，只需往总线上多插几块同类型的插件； 在功能扩充时，只需插入符合该总线标准的所需插件；在系统更新时，一般只需要更换新的插件或系统板。微型计算机的应用领域极为广泛，采用总线标准是应用的需要。 因此，从用户角度看，希望微型计算机生产厂家除了以机箱方式提供整机系统外，还能以其他方式，如插件方式向用户提供“原型”产品，由用户根据自己的要求构成所需的微机系统。借助于总线标准，可以帮助用户按其具体需要选择和获得适合自己需求的产品。 ;采用总线的优点概括;总线类别 ;总线的类别 ;内部总线是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它按功能又可分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线四部分，每种型号的计算机都有自身的内部总线。 ;数据总线 数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。 如ISA总线数据线是16位，PCI总线是32位或64位。数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。 ;地址总线 地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。地址信号一般由CPU发往其他芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。 地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。例如，ISA总线有24位地址线，可寻址16MB，PCI总线有32位地址线，可寻址到4GB。地址总线的宽度视CPU所能直接访问的存储空间的容量而定。;控制总线 控制总线用于传输控制命令和状态信息。根据不同的使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。 控制总线用于传送控制信息、时序信息和状态信息。比如，I/O读写信号、存储器读写信号和中断信号等等。控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。 ;电源线与地线 电源线与地线为挂在总线上的模块或设备提供了电能以及电流通路。电源的区别在一定程度上也体现了总线标准的特色。 例如，ISA采用+12V和+5V，PCI采用+5V和+3V。 一般来说，越是先进的总线标准，采用的电压越低。 ;总线的分类2 在微型计算机系统中，按照总线的规模、用途及应用场合，可将总线分为以下三类。 1. 芯片总线 芯片总线又称为元件级总线。这是在构成一块CPU插件或用微处理机芯片组成一个很小系统时常用的总线，用于各芯片（如CPU芯片、 储器芯片、I/O接口芯片等）之间的信息传送。 按所传送的信息类别不同，可将芯片总线分为传送地址、传送数据和传送控制信息等三组总线，简称为地址总线、数据总线和控制总线。  ; 2. 内部总