总线基本知识.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Home,7.1 总线基本知识,7.2 系统总线,7.3 外总线,7.微型计算机总线技术,内容简介,习题解答,重点/难点,第1页，共34页。,总线是微型计算机系统的重要组成部分，是系统中传递各类信息的通道，也是微型计算机系统中各模块间的物理接口，它负责CPU和其它部件之间信息的传递。通过本章学习，熟悉总线的一般概念和微机系统总线的组成，理解PCI总线、RS-232-C总线和USB总线的性能特点、连接方法及应用场合，学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。,Home,内容简介,7.微型计算机总线技术,第2页，共34页。,Home,总线的基本概念，包括总线的定义、描述总线的特征要素以及总线的电气特性。,微机总线的组成结构，片内总线、内总线、外总线的含义及其应用特点。,PCI总线的工作原理、连接方式，以及PCI配置的方法。,RS-232-C总线的接口特点、电气特性和使用方法。,USB总线的拓扑结构、功能特点和连接使用方法。,重点与难点,7.微型计算机总线技术,第3页，共34页。,Home,Next,7.1 总线基本知识,1,总线:是一组信号线的集合.它是器件之间通信和控制的的渠道.,1.微型计算机总线概述,以,分时,的方法来为多个部件服务的,总线仲裁,电路来避免总线冲突,总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度,总线频率,是总线时钟频率,总线的宽度,是指能够一次并行传送的信息位数,第4页，共34页。,Home,Next,2,微型计算机的总线结构图,Home,Next,Back,7.3 外总线,CPU,北桥,南桥,RAM,Cache,AGP,CRT,BIOS,PC,I,ISA,前端总线/CPU总线,接口卡,外设,总线扩展槽,KBD，Mouse,串行/并行接口,HDD/CDROM(IDE),FDD,USB,第5页，共34页。,Home,Next,3,三总线的的总线结构图,Home,Next,Back,7.3 外总线,第6页，共34页。,7.1 总线基本知识,4,总线的分类,异步并行总线,并行总线,同步并行总线,总线 异步串行总线,串行总线,同步串行总线,Home,Next,Back,第7页，共34页。,7.1 总线基本知识,5,总线的性能比较,Home,Next,Back,所以内部一般用并行总线，如PCI，ISA。外部一般用串行总线，如网线。,并行总线,传输快,距离短,复杂,成本高,串行总线,传输慢,距离远,简单,成本低,第8页，共34页。,7.1 总线基本知识,6,并行总线,Home,Next,Back,数据总线,DB,并行总线的构成 地址总线,AB,控制总线,CB,并行总线，随着技术的不断发展，正朝着高速，半同步，兼容的方向发展。,第9页，共34页。,总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度,RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。,设备驱动程序(USBDeviceDriver),最高峰值传输速度可达528 MB/s.,最大允许64位并行数据传输,所以内部一般用并行总线，如PCI，ISA。,掌握常用系统总线和局部总线的内部结构和工作原理,并行总线的构成 地址总线,AB,RS-232-C总线的接口特点、电气特性和使用方法。,在PCI总线中，存在3种地址空间：,传输距离短，一般用于20m以内的通信,RS-485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。,总线仲裁电路来避免总线冲突,PCI(Peripheral Component Interconnect)是种即插即用的总线标准,支持全面的自动配置。,并行总线的构成 地址总线,AB,7.1 总线基本知识,7,串行总线,传输方式,单工：只能单向传数据。,半双工：能相互传数据，但在一个时刻只能向一个方向传。,全双工：在同一时刻，可以相互传数据。,他们的区别：重在软件，而不是硬件。目前使用比较多的是S-232，S-423和USB标准。,Home,Back,第10页，共34页。,半双工：能相互传数据，但在一个时刻只能向一个方向传。,RS-485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。,并行总线的构成 地址总线,AB,他们的区别：重在软件，而不是硬件。,USB总线的拓扑结构、功能特点和连接使用方法。,熟悉微型计算机总线的组成结构,总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度,它是器件之间通信和控制的的渠道.,总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，传输信号能在千米以外得到恢复。,主控制器驱动程序(HostControllerDriver),在PCI总线中，存在3种地址空间：,PCI总线的基本连接方式,PCI(Peripheral Component Interconnect)是种即插即用的总线标准,支持全面的自动配置。,1.,PCI总线,Home,Next,1,7.2 系统总线,PCI(Peripheral Component Interconnect)是种即插即用的总线标准,支持全面的自动配置。,最大允许64位并行数据传输,采用地址/数据总线复用方式,最高总线时钟可达66MHZ,支持多总线结构和线性突发传输,最高峰值传输速度可达528 MB/s.,第11页，共34页。,Home,Next,Back,2.PCI总线的系统,2,7.2 系统总线,第12页，共34页。,Home,Next,Back,PCI,总线的基本连接方式,3,7.2 系统总线,第13页，共34页。,Home,Next,Back,3.PCI总线的地址空间,4,7.2 系统总线,在PCI总线中，存在3种地址空间：,MEMORY空间、I/O空间、配置空间,CPU的引脚上只支持I/O和MEMORY 空间，并不支持配置空间。,实际上，配置空间是通过使用I/O空间的部分地址（0CF8H-0CFCH，DWORD）来实现的。其中，将0CF8H用做配置地址寄存器（CFG-ADDR），存放配置空间的地址，0CFCH用做数据寄存器（CFG-DATA），存放CPU和PCI设备相互传递的数据。,第14页，共34页。,Home,Next,Back,4.ISA总线,5,7.2 系统总线,ISA(Industry Standary Architecture)总线是8位/16位数据传输总线的工业标准。,ISA是同步并行总线,有88根信号线,是在原来XT总线62线的基础上再扩充36线而成的.向上与XT总线系统兼容。,ISA在PC机上,是南桥与键盘,鼠标,打印机等娱乐设备连接的接口,硬盘和光区也是接在ISA总线上的。,第15页，共34页。,4.AGP总线,6,7.2 系统总线,AGP（加速图形端口）是Intel为高性能图形和视频支持而专门设计的一种新型总线。AGP以PCI为基础，但在物理上、电气上和逻辑上独立于PCI。与PCI带有多个插槽的真正总线不同，AGP是专为系统中一块视频卡设计的点到点高性能连接，只有一个AGP插槽可以插入单块视频卡。,Home,Back,第16页，共34页。,AGP,接口的系统结构,7,7.2 系统总线,Home,Back,第17页，共34页。,Home,Next,1,7.3 外总线,1.RS232C及RS485总线,RS-232-C总线,RS-232-C是美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。,一个主通道和一个辅助通道,规定的数据传输速率为每秒50、75、100等波特,传输距离短,，一般用于20m以内的通信,RS-485总线,采用平衡发送和差分接收,采用半双工工作方式,可以联网构成分布式系统，最多达128台驱动器和128接收器,第18页，共34页。,Home,Next,2,7.3 外总线,使用,Modem,的,RS-232C,接口,第19页，共34页。,Home,Next,3,7.3 外总线,不使用,Modem,的,RS-232C,接口,第20页，共34页。,Home,Next,4,7.3 外总线,RS232C,接口电路,第21页，共34页。,Home,Next,4,7.3 外总线,RS-485是一种,串行总线,标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，传输信号能在千米以外得到恢复。,RS-485采用,半双工,工作方式，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉信号线,第22页，共34页。,Home,Next,5,2.总线,Home,Next,Back,7.3 外总线,USB(UniversalSerialBus)是外围设备与计算机进行连接的接口总线,即插即用，热拔插，接口体积小，节省资源，传输可靠，提供电源，良好的兼容性，共享式通信和低成本,达到了480b/s的传输速度.,半双工串行总线.,第23页，共34页。,Home,Next,6,高速外设的USB线缆与电阻的连接,HomeNext,Back,7.3 外总线,可见USB是半双工串口,第24页，共34页。,Home,Next,7,USB系统组成,Home,Next,Back,7.3 外总线,第25页，共34页。,Home,Next,8,USB,数据包的格式,Home,Next,Back,7.3 外总线,第26页，共34页。,Home,Next,9,USB系统软件组成,Home,Next,Back,7.3 外总线,主控制器驱动程序(HostControllerDriver),对USB交换的调度，并通过根HUB或其他的HUB完成对交换的初始化，在主控制器与USB设备之间建立通信信道。,设备驱动程序(USBDeviceDriver),驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商提供。,USB芯片驱动程序(USBDriver),在设备设置时读取描述寄存器以获取USB设备的特征，并根据这些特征，在请求发生时组织数据传输,。,第27页，共34页。,Home,Next,10,USB的连接器,Home,Next,Back,7.3 外总线,USB规定了两种连接器，分别称为A系列和B系列。通常计算机主机板上的连接器都是A系列的，B系列的连接器常见于设备端上。,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,A系列,B系列,USB图标,第28页，共34页。,Home,Next,11,USB通信流,Home,Next,Back,7.3 外总线,第29页，共34页。,Home,Next,12,USB通信流,Home,Next,Back,7.3 外总线,第30页，共34页。,Home,Next,13,3.IEEE1394,总线,Home,Next,Back,7.3 外总线,IEEEl394是一种高性能的,串行总线,，是Apple公司开发的计算机接口技术。,IEEE1394作为一种数据传输的,开放式,技术标准，能够以100Mbps、200Mbps和400Mbps的高速率进行声音、图像信息的实时传送，还可以传送数字数据以及设备控制指令。,第31页，共34页。,Home,Next,14,IEEE1394,的接口协议,Home,Next,Back,7.3 外总线,第32页，共34页。,Home,Next,15,IEEE1394,系统结构,Home,Next,Back,7.3 外总线,第33页，共34页。,本章小 结,通过本章的学习：,理解总线的基本概念,熟悉微型计算机总线的组成结构,掌握常用系统总线和局部总线的内部结构和工作原理,熟悉在各种不同的应用场合中合理地选择和使用总线,Home,Back,7.微型计算机总线技术,第34页，共34页。,