第三章系統(tǒng)總線ppt課件.ppt

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1、第３章系統(tǒng)總線3.1總線的基本概念3.2總線的分類3.3總線特性及性能指標(biāo)3.4總線結(jié)構(gòu)3.5總線控制總線是計算機系統(tǒng)中的一組能為多個部件分時共享的公共信息傳輸通路在微機中各個部件通過標(biāo)準(zhǔn)總線連接在一起，給微型計算機系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用帶來方便和好處：（1）簡化了軟件和硬件的設(shè)計（2）簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（3）便于系統(tǒng)的擴充和更新3.1總線的基本概念3.2總線的分類（1）按作用、規(guī)模、應(yīng)用場合分：（2）按時序控制方式分：同步總線異步總線（3）按數(shù)據(jù)傳送格式分：并行總線串行總線局部總線（片總線/板內(nèi)總線）:部件內(nèi)各芯片之間。系統(tǒng)總線（內(nèi)總線/板級總線）：各功能部件之間。通信總線（外總線/

2、設(shè)備總線）：計算機系統(tǒng)之間。3.3總線特性及性能指標(biāo)一、總線特性1、機械結(jié)構(gòu)特性2、功能特性規(guī)定插件板尺寸、總線插頭、邊沿連結(jié)器等的規(guī)格及位置確定引腳名稱與功能，以及其相互作用的協(xié)議說明3、電氣特性規(guī)定信號邏輯電平、動態(tài)轉(zhuǎn)換時間、負載能力及最大額定值總線寬度：數(shù)據(jù)總線的根數(shù)。16位總線，指其數(shù)據(jù)總線為16根。尋址能力：取決于地址總線的根數(shù)。PCI總線的地址總線為32位，尋址能力達4GB。傳輸率：也稱為總線帶寬，通常指總線所能達到的最高數(shù)據(jù)傳輸率，單位是Bps（每秒傳送字節(jié)數(shù)）計算公式：Dr=D×f/ND——數(shù)據(jù)寬度；f——總線時鐘頻率；N——完成一次數(shù)據(jù)傳送所需的時鐘周期數(shù)。二

3、、總線的性能指標(biāo)是否支持突發(fā)傳送總線上數(shù)據(jù)傳送方式：正常傳送——每個傳送周期先傳送數(shù)據(jù)的地址，再傳送數(shù)據(jù)。突發(fā)傳送——支持成塊連續(xù)數(shù)據(jù)的傳送，只需給出數(shù)據(jù)塊的首地址，后續(xù)數(shù)據(jù)地址自動生成。負載能力總線上能夠連接的設(shè)備數(shù)?？偩€標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線總線時鐘帶寬ISA168MHz（獨立）16MBpsEISA328MHz（獨立）33MBpsVESA(VL-BUS)3233MHz（CPU）133MBpsPCI326433MHz（獨立）66MHz（獨立）132MBps528MBpsAGP3266.7MHz（獨立）133MHz（獨立）266MBps533MBpsRS-232串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)終端設(shè)備

4、（計算機）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（調(diào)制解調(diào)器）之間的標(biāo)準(zhǔn)接口USB串行接口總線標(biāo)準(zhǔn)普通無屏蔽雙絞線帶屏蔽雙絞線最高1.5Mbps(USB1.0)12Mbps(USB1.0)480Mbps(USB2.0)三、總線標(biāo)準(zhǔn)3.4總線結(jié)構(gòu)一、單總線結(jié)構(gòu)單總線（系統(tǒng)總線）CPU主存I/O接口I/O設(shè)備1I/O設(shè)備2I/O接口…I/O設(shè)備nI/O接口…1.雙總線結(jié)構(gòu)二、多總線結(jié)構(gòu)具有特殊功能的處理器，由通道對I/O統(tǒng)一管理通道I/O接口設(shè)備n……I/O接口設(shè)備0CPU主存主存總線I/O總線CPU內(nèi)存2.三總線結(jié)構(gòu)主存總線DMA總線I/O總線CPU主存設(shè)備1設(shè)備n高速外設(shè)I/O接口I/O接口I/O接口

5、……3.三總線結(jié)構(gòu)的又一形式局域網(wǎng)系統(tǒng)總線CPUCache局部總線擴展總線接口擴展總線Modem串行接口SCSI局部I/O控制器主存4.四總線結(jié)構(gòu)多媒體Modem主存擴展總線接口局域網(wǎng)SCSICPU串行接口FAX系統(tǒng)總線局部總線高速總線擴展總線圖形Cache/橋圖形Modem1.傳統(tǒng)微型機總線結(jié)構(gòu)三、總線結(jié)構(gòu)舉例SCSIⅡ控制器存儲器ISA、EISA8MHz的16位數(shù)據(jù)通路標(biāo)準(zhǔn)總線控制器33MHz的32位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線多媒體高速局域網(wǎng)高性能圖形CPU……ModemModem2.VL-BUS局部總線結(jié)構(gòu)圖文傳真33MHz的32位數(shù)據(jù)通路系統(tǒng)總線ISA、EISA多媒體高速局域網(wǎng)高

6、性能圖形8MHz的16位數(shù)據(jù)通路標(biāo)準(zhǔn)總線控制器CPU主存控制器局部總線控制器SCSIⅡ控制器VLBUS……odemModem3.PCI總線結(jié)構(gòu)CPU多媒體PCI橋高速局域網(wǎng)高性能圖形圖文傳真PCI總線系統(tǒng)總線33MHz的32位數(shù)據(jù)通路8MHz的16位數(shù)據(jù)通路ISA、EISA標(biāo)準(zhǔn)總線控制器CSIⅡ控制器存儲器Modem4.多層PCI總線結(jié)構(gòu)PCI總線2存儲器橋0橋4PCI設(shè)備橋5總線橋橋3橋1設(shè)備橋2第一級橋第二級橋第三級橋PCI總線4PCI總線5PCI總線3PCI總線1PCI總線0存儲器總線標(biāo)準(zhǔn)總線CPU一般來說，總線上完成一次數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)歷4個階段：1.申請占用總線階段需要使

7、用總線的主設(shè)備(如CPU或DMA)，向總線仲裁機構(gòu)提出占有總線控制權(quán)的申請?？偩€仲裁機構(gòu)判別確定后，把下一個總線傳輸周期的總線控制權(quán)授給申請者。2.尋址階段獲得總線控制權(quán)的主設(shè)備，通過地址總線發(fā)出本次打算訪問的從設(shè)備（如存儲器或I/O接口）的地址。通過譯碼使被訪問的從設(shè)備被選中，而開始啟動工作。3.5總線控制一.總線傳輸周期3.傳數(shù)階段主設(shè)備與從設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)由源設(shè)備發(fā)出經(jīng)數(shù)據(jù)總線流入目的設(shè)備。對于讀傳送，源設(shè)備是存儲器或I/O接口等從設(shè)備，而目的設(shè)備是主設(shè)備如CPU等；對于寫傳送，