微機(jī)原理第5章-處理器總線時(shí)序.ppt

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1、第五章處理器總線時(shí)序和系統(tǒng)總線5.1處理器總線引腳的記憶方法對(duì)引腳按數(shù)據(jù)、地址、控制三大功能歸類；按引腳英文名稱記憶引腳功能；在不同組態(tài)的應(yīng)用中記憶；8086引腳最小組態(tài)用于單個(gè)微處理器組成的系統(tǒng)，由8086產(chǎn)生系統(tǒng)所需的全部控制信號(hào)。最大組態(tài)用于多處理器系統(tǒng)中，8086不直接提供控制信號(hào)。5.1.18086微處理器的引腳功能8086的兩種組態(tài)8086的引腳8086的引腳8086的引腳8086的引腳8086的引腳8086最小方式典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8086最大方式的典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.3處理器時(shí)序5.3.18086處理器時(shí)序一、時(shí)鐘周期：由計(jì)算

2、機(jī)的主頻決定（主頻的倒數(shù)），用T表示，又稱T狀態(tài)。二、總線周期：8086/8088通過總線從存儲(chǔ)器或I/O接口讀寫一個(gè)字節(jié)（或字）所用的時(shí)間稱為一個(gè)總線周期。三、指令周期：CPU執(zhí)行一條指令所用的時(shí)間，它可以包含若干個(gè)總線周期。四、一個(gè)總線周期至少包括4個(gè)時(shí)鐘周期。T1T2T3T4T3TwT4Tw等待周期CLK總線周期1、時(shí)序的基本概念存儲(chǔ)器的讀、寫操作I/O口的讀、寫操作中斷響應(yīng)操作基本總線周期8086CPU的典型時(shí)序5.4系統(tǒng)總線CPU就像人的大腦，主板上的芯片組則可視為人的小腦，協(xié)調(diào)著各器件的工作，總線結(jié)構(gòu)就像人的神經(jīng)，傳遞著數(shù)據(jù)

3、和控制信息。所謂總線，是一組連接各個(gè)部件的公共通信線.總線英文為BUS。總線使用BUS，意思也是說任何一部件的信息都可“搭乘”BUS傳送。然而，任一瞬時(shí)總線上只能出現(xiàn)一個(gè)部件發(fā)往另一部件的信息，這意昧著總線只能分時(shí)使用，而這是需要加以控制的，總線使用權(quán)的控制是構(gòu)造系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的重要問題。但是用戶感覺不到這一點(diǎn)，這是設(shè)計(jì)者的事情?？偩€是一組物理導(dǎo)線，并非一根。根據(jù)總線上傳送信息的不同，分為地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）和控制總線（CB）。顧名思義，AB傳送地址信息，DB傳送數(shù)據(jù)或指令，CB用來傳送控制信號(hào)?，F(xiàn)在，微型機(jī)階總線已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化

4、。目前微機(jī)中廣泛采用的是ISA和PCI兩種總線標(biāo)準(zhǔn)。5.4.1概述1.片內(nèi)總線片內(nèi)總線是指在微處理機(jī)芯片內(nèi)部的總線,是用來連結(jié)各功能部件的信息通路,例如CPU芯片中的內(nèi)部總線,它是ALU寄存器和控制器之間的信息通路.片內(nèi)總線根據(jù)其功能又被分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。???這種總線是由微處理機(jī)芯片生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的.1、總線的分類片總線是指在印刷電路板上連接各插件的公共通路。???例如CPU及其支持芯片(南橋北橋芯片)與其局部資源（內(nèi)存）之間的通道即屬于主板局部總線.2.片總線內(nèi)總線又稱為系統(tǒng)總線,這是指模塊式微處理機(jī)機(jī)箱內(nèi)的底板總

5、線，用來連接構(gòu)成微處理機(jī)的各插件板卡.它可以用來擴(kuò)展某塊CPU板的局部資源,如PCI、ISA等。3.內(nèi)總線主板的總線結(jié)構(gòu)外總線又稱為通信總線,它用于微處理機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、微處理機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備,如打印機(jī)、磁盤設(shè)備或微處理機(jī)系統(tǒng)和儀器儀表之間的通信通道。???這種總線數(shù)據(jù)的傳送方式可以是并行(如打印機(jī))或串行。數(shù)據(jù)傳送速率比內(nèi)總線低。不同的應(yīng)用場(chǎng)合有不同的總線標(biāo)準(zhǔn)。如,串行通信的EIA-RS232C總線,用于硬磁盤接口的IDE,SCIS等總線。這種總線非微處理機(jī)專,一般是利用工業(yè)領(lǐng)域已有的標(biāo)準(zhǔn).4.外總線物理特性指的是總線物理連接的方

6、式。包括總線的根數(shù)、總線的插頭、插座是什么形狀的、引腳是如何排列的等。例如IBMPC/XT機(jī)的總線共62根線，分兩排編號(hào)。當(dāng)插件板插到槽中后，左面是B面，引腳排列順序是B1—B31，右面是A面，引腳排列順序是A1—A31，A面是元件面。①物理特性功能特性描寫的是這一組總線中每一根線的功能是什么。從功能上看，總線分成三組：???地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線。???地址總線的寬度指明了總線能夠直接訪問存儲(chǔ)器的地址范圍；???數(shù)據(jù)總線的寬度指明了訪問一次存儲(chǔ)器或外部設(shè)備最多能夠交換數(shù)據(jù)的位數(shù)；控制總線一般包括CPU與外界聯(lián)系的各種控制命

7、令，如輸入輸出讀寫信號(hào)、存儲(chǔ)器讀寫信號(hào)、外部設(shè)備與主機(jī)同步匹配信號(hào)、中斷信號(hào)和DMA控制信號(hào)等等。②功能特性電器特性定義每一根線上信號(hào)的傳遞方向、有效電平范圍。一般規(guī)定送入CPU的信號(hào)叫輸入信號(hào)IN，從CPU送出的信號(hào)叫輸出信號(hào)OUT。例如XT總線的地址線A0—A19為輸出線，數(shù)據(jù)線D0—D7為雙向信號(hào)線，既作為數(shù)據(jù)輸入線又作為數(shù)據(jù)輸出線。③電氣特性時(shí)間特性定義了每根線在什么時(shí)間有效。也就是說用戶什么時(shí)間可以用總線上的信號(hào)、或者用戶什么時(shí)候把信號(hào)提供給總線，CPU才能正確無(wú)誤地使用。④時(shí)間特性1.總線請(qǐng)求和仲裁階段由需要使用總線的主控設(shè)

8、備向總線仲裁機(jī)構(gòu)提出使用總線的請(qǐng)求，經(jīng)總線仲裁機(jī)構(gòu)仲裁確定，把下一個(gè)傳送周期的總線使用權(quán)分配給哪一個(gè)請(qǐng)求源。2.尋址（addressing）階段3.數(shù)據(jù)傳送（datatransfering）階段主控設(shè)備和從