微机原理课件第09章.ppt

第第0909章章 总线总线教学目的和要求教学目的和要求 通通过过本本章章的的学学习习，使使学学生生掌掌握握微微机机总总线线和和接接口口标标准准的的基基本本概概念念，掌掌握握主主要要总总线线及及主主要要接接口口的的性性能能指指标标和和特特点点。熟熟悉悉RS-232CRS-232C串串行行通通信信接接口口标标准准，为为今今后后开开发发RS-232CRS-232C串串行行通通信信奠奠定定良良好好的的基基础础。了了解解PCIPCI总总线线和和通通用用外外设设接接口口标标准准USBUSB的的基基本本知知识识 重点v 总线总线与与接口标准接口标准的基本概念的基本概念 v PCIPCI总线总线等几种典型总线等几种典型总线v RS-232CRS-232C串行通信接口及通用外设接口串行通信接口及通用外设接口标准标准vUSBUSB的基础知识的基础知识 总线与接口标准总线与接口标准 难点v PCIPCI总线总线结构结构 v USBUSB的系统组成、传输类型、交换的包的系统组成、传输类型、交换的包格式格式 v 其他总线的组成与原理其他总线的组成与原理 总线与接口标准总线与接口标准 9.1 9.1 总线和接口标准的基本概念总线和接口标准的基本概念 9.1.19.1.1总线的基本概念与分类总线的基本概念与分类 一、基本概念一、基本概念 总线总线 总线总线是指一组进行互连和传输信息的信号线，是指一组进行互连和传输信息的信号线，这组信号线一般都包括这组信号线一般都包括地址线地址线、数据线数据线、控制线控制线、电源线电源线等几种信号线。微型机系统所使用的芯片等几种信号线。微型机系统所使用的芯片内部、电路插件板元器件之间、系统各插件板之内部、电路插件板元器件之间、系统各插件板之间、系统与系统之间的连线，都由各自的总线把间、系统与系统之间的连线，都由各自的总线把各部分组织起来，从而组成一个能彼此传输信息各部分组织起来，从而组成一个能彼此传输信息和对信息进行加工处理的整体和对信息进行加工处理的整体 总总线线标标准准是是指指国国际际工工业业界界正正式式公公布布或或推推荐荐的的把把各各种种不不同同的的模模块块组组成成微微机机系系统统时时必必须须遵遵守守的的规规范范。具具体体来来讲讲，它它是是指指芯芯片片之之间间，插插件件板板之之间间及及微微机机系系统统之之间间，通通过过总总线线进进行行连连接接和和传传输输信信息息时时，应应遵遵守守的的一一些些协议和规范协议和规范 总线标准总线标准 总总线线标标准准一一般般包包括括硬硬件件和和软软件件两两方方面面的的内内容容。硬硬件件方方面面主主要要有有总总线线的的信信号号线线定定义义、时时钟钟频频率率、系系统统结结构构、仲仲裁裁及及配配置置、电电气气规规范范、机机械械规规范范等等方方面面的的内内容容，软软件件方方面面主主要要有有总总线线协协议议、驱驱动动程程序序和和管管理理程程序序等等。总总线线标标准准为为微微型型机机系系统统中中各各模模块块的的互互连连提提供供了了一一个个统统一一的的标标准准，为为接接口口的的软软、硬硬件件设设计计者者和和开开发发应应用用者者提供了方便提供了方便 （1 1）总总线线标标准准的的最最重重要要特特点点是是公公用用性性。具具有有相相同同总总线线的的不不同同功功能能的的模模块块都都可可以以挂挂接接到到总总线线上上，共共享总线，扩充性能好享总线，扩充性能好 （2 2）信号一般以并行方式传输，传输速率快）信号一般以并行方式传输，传输速率快 （3 3）一般在微机主板上以多个扩展插槽形式提供）一般在微机主板上以多个扩展插槽形式提供 （4 4）所所定定义义的的信信号号线线种种类类齐齐全全。一一般般都都有有分分离离的的数据线、地址线和控制线数据线、地址线和控制线 总线标准的一般特点总线标准的一般特点二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)片内总线片内总线 片内总线片内总线也称为也称为CPUCPU总线，它是位于微总线，它是位于微处理器内部的总线，是处理器内部的总线，是ALUALU及各种寄存器等及各种寄存器等功能单元之间的通路功能单元之间的通路 元件级总线元件级总线 元件级总线元件级总线也称为片间总线。该总线限制在也称为片间总线。该总线限制在一块电路板内，它是实现板内各元器件相互连接一块电路板内，它是实现板内各元器件相互连接的信号线。片间总线通常包括地址线、数据线和的信号线。片间总线通常包括地址线、数据线和控制线等，是各种总线中速度最快、效益最高、控制线等，是各种总线中速度最快、效益最高、功能最直接的总线。一般指功能最直接的总线。一般指CPUCPU引脚没有经过组引脚没有经过组合、驱动隔离，而被直接引用的信号线合、驱动隔离，而被直接引用的信号线 二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)()(续一）续一）通信总线通信总线 通信总线通信总线也叫外部总线，是微机系统之间或也叫外部总线，是微机系统之间或微机系统与通信设备之间进行通信的一组信号线。微机系统与通信设备之间进行通信的一组信号线。如串行通信采用的如串行通信采用的RS-232-CRS-232-C、RS-485RS-485总线，微机总线，微机与智能仪器之间通信采用的与智能仪器之间通信采用的IEEE488IEEE488、VXIVXI总线以总线以及最近流行和正在迅速发展的用于微机与外部设及最近流行和正在迅速发展的用于微机与外部设备之间进行通信的备之间进行通信的USBUSB通用串行总线等。这些通通用串行总线等。这些通信总线的特点更符合接口标准的特点，因此，常信总线的特点更符合接口标准的特点，因此，常称为接口标准称为接口标准二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)()(续二）续二）系统总线系统总线 系统总线系统总线也叫板级总线或标准总线，它也叫板级总线或标准总线，它主要用于微机系统内部各插件板之间进行主要用于微机系统内部各插件板之间进行连接和传输信息，是微机系统最重要的一连接和传输信息，是微机系统最重要的一种总线，一般在主板上做成扩展插槽形式。种总线，一般在主板上做成扩展插槽形式。如如ISAISA总线构成了总线构成了IBM PC/ATIBM PC/AT微机系统微机系统 二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)()(续三）续三）局部总线局部总线 局局部部总总线线是是介介于于CPUCPU总总线线和和系系统统总总线线之之间间的的一一级级总总线线，是是目目前前高高档档微微机机中中常常采采用用的的一一种种重重要要总总线线。它它的的两两侧侧分分别别由由桥桥芯芯片片连连接接，分分别别面面向向CPUCPU总总线线和和系系统统总总线线，但但局局部部总总线线离离CPUCPU总总线线更更近近一一些些。采采用用局局部部总总线线的的优优点点在在于于一一些些高高速速外外设设通通过过局局部部总总线线和和CPUCPU总总线线直直接接连连接接，而而不不必必象象早早期期的的微微机机中中那那样样将将高高速速外外设设和和慢慢速速外外设设统统统统挂挂在在较较慢慢的的系系统统总总线线上上，从从而而可可以以显显著著提提高高数据传输的速率和充分发挥数据传输的速率和充分发挥CPUCPU高速的优势高速的优势二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)()(续四）续四）二、总线的分类二、总线的分类 (5(5类类)()(续五）续五）局部总线又可分专用局部总线、局部总线又可分专用局部总线、VLVL总总线（线（486486机中采用）、机中采用）、PCIPCI总线总线3 3种。其中种。其中前两种已很少用或不用，目前微机系统前两种已很少用或不用，目前微机系统中的局部总线主要是指中的局部总线主要是指PCIPCI总线，它是一总线，它是一种先进的局部总线标准种先进的局部总线标准9.1.29.1.2接口标准与接口标准的分类接口标准与接口标准的分类 一、基本概念一、基本概念 接口接口 所谓所谓接口接口就是微处理器与外围设备之间就是微处理器与外围设备之间的连接电路，它是两者之间进行信息交换时的的连接电路，它是两者之间进行信息交换时的必要通路，不同的外设有不同的输入必要通路，不同的外设有不同的输入/输出接输出接口电路。例如，键盘输入有键盘接口电路，口电路。例如，键盘输入有键盘接口电路，CRTCRT显示器有显示器输出接口电路，打印机也显示器有显示器输出接口电路，打印机也有打印输出接口电路等等有打印输出接口电路等等接口标准接口标准是指外设接口的是指外设接口的规范规范和和定义定义，它涉及外设接口的信号线定义、传输速率、它涉及外设接口的信号线定义、传输速率、传输方向、拓朴结构、电气和机械特性等传输方向、拓朴结构、电气和机械特性等方面方面 接口标准接口标准（1 1）接接口口标标准准的的最最大大特特点点是是专专用用性性，一一般般情情况况下下是一种接口只连接一类设备，不能混用是一种接口只连接一类设备，不能混用（2 2）一般在机箱外，以插头或插座形式提供）一般在机箱外，以插头或插座形式提供（3 3）信号传输形式既有并行传输又有串行传输）信号传输形式既有并行传输又有串行传输（4 4）定义信号线较少，且种类不多）定义信号线较少，且种类不多 接口标准的一般特点接口标准的一般特点 “7 7”号和号和“9 9”号位置都是号位置都是USBUSB接口。它也是一种串行接口。它也是一种串行接口，目前最新的标准是接口，目前最新的标准是2.02.0版，理论传输速率可达版，理论传输速率可达480MB/s480MB/s。目前许多上设都采用这种设备接口，如。目前许多上设都采用这种设备接口，如ModemModem、打印机、扫描仪、数码相机等。它的优点就是数据传输速打印机、扫描仪、数码相机等。它的优点就是数据传输速率高、支持即插即用、支持热拨插、无需专用电源、支持率高、支持即插即用、支持热拨插、无需专用电源、支持多设备无多设备无PCPC独立连接等独立连接等 “8 8”:IEEE 1394:IEEE 1394接口，接口，1.6GB/s1.6GB/s的传输速率。即插即的传输速率。即插即用、热拨插。使用费比较高，目前仍受到许多限制，只是用、热拨插。使用费比较高，目前仍受到许多限制，只是在一些高档设备中应用普遍，如数码相机、高档扫描仪等在一些高档设备中应用普遍，如数码相机、高档扫描仪等 “1010”号位置是指双绞以太网线接口，也称之为号位置是指双绞以太网线接口，也称之为“RJ-RJ-4545接口接口”。这要主板集成了网卡才会提供的，它是用于网。这要主板集成了网卡才会提供的，它是用于网络连接的双绞网线与主板中集成的网卡进行连接络连接的双绞网线与主板中集成的网卡进行连接二、接口标准的分类二、接口标准的分类 接口标准的分类方法也较多，根据所连设接口标准的分类方法也较多，根据所连设备的性质及功能，一般分为以下备的性质及功能，一般分为以下5 5种种 图形显示接口标准图形显示接口标准传统串并行接口标准传统串并行接口标准 外存设备接口标准外存设备接口标准 通用外设接口标准通用外设接口标准 测试仪器接口标准测试仪器接口标准 图形显示接口标准图形显示接口标准 支持图形显示卡的接口标准。如高速显支持图形显示卡的接口标准。如高速显示的新型接口标准示的新型接口标准AGPAGP 传统串并行接口标准传统串并行接口标准 它是微机系统中进行串行和并行输入输它是微机系统中进行串行和并行输入输出的端口。如出的端口。如RS-232-CRS-232-C、RS-485RS-485、I I2 2C C、IEEE1284IEEE1284）等接口标准）等接口标准 外存设备接口标准外存设备接口标准 支持硬盘、光盘、支持硬盘、光盘、CD-ROMCD-ROM和磁带等存储和磁带等存储介质的接口标准，如介质的接口标准，如IDEIDE和和SCSISCSI接口标准接口标准 通用外设接口标准通用外设接口标准 支持多种新型外设的通用型接口标准。支持多种新型外设的通用型接口标准。如如USBUSB、IEEE1394IEEE1394等，如前所述，它们常被叫做等，如前所述，它们常被叫做外设总线是因为这些接口标准已经具备了总线外设总线是因为这些接口标准已经具备了总线的一些特征，还具有一些网络特性的一些特征，还具有一些网络特性 测试仪器接口标准测试仪器接口标准 提供和一些测试仪器仪表相连接的接提供和一些测试仪器仪表相连接的接口标准。如口标准。如IEEE-488IEEE-488和和VXIVXI接口标准接口标准 9.1.39.1.3总线的组成及性能指标总线的组成及性能指标 一、总线的组成一、总线的组成 总线总线按信号类型或功能一般可分为以下按信号类型或功能一般可分为以下五种五种 数据总线数据总线 数据总线数据总线一般为一般为双向三态，双向三态，用来传输数据，数据用来传输数据，数据总线的宽度（总线的宽度（位数位数）反映了总线传输数据的速率）反映了总线传输数据的速率 地址总线地址总线 地址总线地址总线一般为一般为单向三态单向三态，用来传输地址信息，用来传输地址信息，地址线的位数决定了微机系统的寻址范围地址线的位数决定了微机系统的寻址范围控制总线控制总线用来传输用来传输控制控制或或状态信号状态信号。它根据使用条件。它根据使用条件不同，有的为不同，有的为单向单向，有的为，有的为双向传输双向传输，有的是，有的是三态三态，有的是有的是非三态非三态。控制总线代表了总线的控制能力。控制总线代表了总线的控制能力 电源和地线电源和地线 电源电源和和地线地线是总线中不可缺少的，它决定了是总线中不可缺少的，它决定了总线使用的电源种类，地线分布及用法总线使用的电源种类，地线分布及用法 备用线备用线 备用线备用线主要是留作功能扩充和用户的特殊要主要是留作功能扩充和用户的特殊要求使用求使用 控制总线控制总线二、总线的性能指标二、总线的性能指标 总线宽度总线宽度 总线宽度总线宽度是指一次可以同时传输数据的是指一次可以同时传输数据的位数位数，单位为位单位为位(bitbit)总线频率总线频率 它是指总线在每秒钟内能传输数据的它是指总线在每秒钟内能传输数据的次数次数，单位为单位为MHzMHz。如。如ISAISA的总线频率为的总线频率为8MHz8MHz，而，而PCIPCI总线总线有有33.3MHz33.3MHz、66.6MHz66.6MHz两种总线频率两种总线频率 传输速率传输速率指总线在每秒钟内能传输的最多字节指总线在每秒钟内能传输的最多字节数，单位为数，单位为MB/sMB/s。三者的关系是：。三者的关系是：传输速率传输速率=总线宽度总线宽度/8/8总线频率总线频率 总总线线宽宽度度越越宽宽，总总线线频频率率越越高高，则则总总线线传传输输速速率越快率越快 例例【9-19-1】PCIPCI总总线线频频率率为为33.3MHz33.3MHz，总总线线宽宽度度3232位，则：位，则：传输速率传输速率=32b/832b/833.3 MHz=133.2MB/s33.3 MHz=133.2MB/s 传输速率传输速率9.2 9.2 几种典型总线及接口标准几种典型总线及接口标准 在微机系统中，通常由多种总线构成。在微机系统中，通常由多种总线构成。如如386386主板板上常有主板板上常有ISA ISA 总线和总线和EISAEISA总线，总线，486486主板上常有主板上常有ISA ISA 总线和总线和VESAVESA总线，总线，PentiumPentium主板上常有主板上常有ISA ISA 总线和总线和PCIPCI总线，总线，PP、PP主板常有主板常有ISA ISA 总线、总线、PCIPCI总线和总线和AGPAGP总线，而总线，而PP主板上常有用主板上常有用PCIPCI总线和总线和AGPAGP总线，或称总线，或称AGPAGP接口标准等。微机系统接口标准等。微机系统的一种总线层次结构图如图的一种总线层次结构图如图9 91 1所示所示 微机系统的一种总线层次结构图微机系统的一种总线层次结构图 9.2.1 PC/XT9.2.1 PC/XT总线和总线和ISAISA总线总线 PC/XTPC/XT总线是最早的总线是最早的PCPC机的系统总线，机的系统总线，是是IBMIBM公司于公司于19811981年推出的基于准年推出的基于准1616位位机机PC/XTPC/XT的总线，也称的总线，也称PCPC总线，总线，PC/XTPC/XT总总线支持线支持8 8位数据传输和位数据传输和2020位地址寻址空位地址寻址空间间一、一、ISAISA总线的主要特点总线的主要特点 ISAISA总总线线是是1616位位的的总总线线，可可以以只只用用低低8 8位位数数据据线线：当当作作8 8位位数数据据线线使使用用时时，只只用用其其前前6262个个引引脚脚，此此时时，它它有有8 8位位数数据据线线，2020位位地地址址线线；当当作作1616位位数数据据线线使使用用时时，用用到到全全部部9898个个引引脚脚，此此时，它有时，它有1616位数据线，位数据线，2424位地址线位地址线 ISAISA总总线线的的最最高高工工作作频频率率为为8MHz8MHz，数数据据宽宽度度为为1616位，由公式（位，由公式（9-19-1）计算可得）计算可得 数据传输速率为数据传输速率为16MB/s16MB/s。地址线。地址线2424条，可寻址条，可寻址16MB16MB的内存空间的内存空间 一、一、ISAISA总线的主要特点（续）总线的主要特点（续）ISAISA总总线线共共有有1515个个外外部部中中断断输输入入端端，其其中中保保留留3 3个个没没有有用用。另另外外还还有有7 7个个DMADMA通通道道 ISAISA总线是开放式总线结构，具备了总线是开放式总线结构，具备了一定的一定的多主控功能多主控功能，即允许有多个主控，即允许有多个主控模块分时共享总线模块分时共享总线 二、二、ISAISA总线信号及总线信号及ISAISA插座插座ISAISA总线总线9898根线分成根线分成7 7类类地址线地址线数据线数据线总线周期控制线总线周期控制线总线控制线总线控制线中断信号线中断信号线DMADMA信号线信号线电源线电源线 ISAISA插座和信号分布图插座和信号分布图 SASA0 0 SASA19 19 和和LALA17 17 LALA 23 23(O)(O)SASA0 0 SASA1919为为地地址址总总线线0 0 1919位位，是是可可锁锁存存的的地地址址信信号号，LALA17 17 LALA2323为为地地址址总总线线17 17 2323位位，是是非非锁锁存存信信号号。地地址址信信号号用用于于寻寻址址存存储储器器和和I/OI/O设设备备。SASA0 0 SASA1919加加上上LALA17 17 LALA2323，允许寻址多达，允许寻址多达16MB16MB存储空间存储空间 AENAEN 地地址址允允许许信信号号，输输出出。此此信信号号用用来来在在DMADMA期期间间禁禁止止I/OI/O端端口口的的地地址址译译码码。AENAEN信信号号有有效效，表表示示DMADMA控控制制器器正正在在控控制制系系统统总总线线，进进行行DMADMA传传输输。此此时时CPUCPU放放放放弃弃了了总总线线控控制制权权，用用AENAEN信信号号来来禁禁止止I/OI/O端端口的地址译码口的地址译码1.1.地址线地址线 BALEBALE 地地址址锁锁存存允允许许信信号号，输输出出。它它由由总总线线控控制制器器82888288提提供供，可可用用BALEBALE信信号号的的下下降降沿沿将将系系统总线上的地址信号统总线上的地址信号SASA0 0 SA SA1919锁存锁存 SBHESBHE I/OI/O线线，数数据据总总线线高高字字节节允允许许信信号号。SBHESBHE有有效效，表表示示数数据据总总线线上上传传输输的的是是高高字字节节数数据（据（SDSD8 8 SD SD1515）2.2.数据线数据线SDSD0 0SDSD7 7和和SDSD8 8 SD SD1515，双向。，双向。SDSD0 0是最低是最低有效位，有效位，SDSD1515是最高有效位。是最高有效位。CPUCPU既可以既可以按字节传输，也可按字传输按字节传输，也可按字传输 MEMR*MEMR*存储器读信号存储器读信号 (2)(2)MEMW*MEMW*存储器写信号存储器写信号 SMEMR*SMEMR*、SMEMW*SMEMW*存储器读写控制存储器读写控制 (用用于于A0A0 A19A19寻址的寻址的1M1M内存空间的访问）内存空间的访问）(3)(3)IOW*IOW*I/O I/O写命令写命令 (4)(4)IOR*IOR*I/O I/O读命令读命令 (5)(5)MEMCSMEMCS1616*、I/OCSI/OCS1616*，存储器和，存储器和I/O 16I/O 16位位片选信号片选信号 (6)(6)OWS*OWS*，输入，零等待状态信号，输入，零等待状态信号 3.3.控制线控制线 I/O CHRDYI/O CHRDY，输入，输入，I/OI/O通道就绪信号通道就绪信号 总线控制线总线控制线MASTER*MASTER*，输入，主控设备信号，输入，主控设备信号 IOCHCK*IOCHCK*，I/OI/O通道检验信号，输入通道检验信号，输入 RESET DRVRESET DRV，系统复位驱动信号，输出，系统复位驱动信号，输出 CLKCLK，总线系统时钟，输出。，总线系统时钟，输出。OSCOSC，振荡器信号，输出，由晶振产生，振荡器信号，输出，由晶振产生 REFRESH*REFRESH*，I/OI/O线，刷新信号线，刷新信号 中断信号线中断信号线 IRQ IRQ3 3 IRQ IRQ 7 7、IRQIRQ9 9IRQIRQ1212、IRQIRQ1414IRQIRQ1515，输入，输入 上述中断请求线用于上述中断请求线用于I/OI/O设备向设备向CPUCPU发出中断请求发出中断请求信号。信号。IRQIRQ9 9优先级最高，其次是优先级最高，其次是IRQIRQ1010 IRQ IRQ 12 12，IRQIRQ1414 IRQ IRQ 15 15，最低是，最低是IRQIRQ3 3IRQIRQ7 7。另外另外IRQIRQ0 0 IRQ IRQ 2 2、IRQIRQ8 8和和IRQIRQ1313用于系统板上。当用于系统板上。当IRQIRQ线上由低变高时，线上由低变高时，产生一个中断请求产生一个中断请求 DRQ DRQ0 0 DRQ DRQ3 3、DRQDRQ5 5 DRQ DRQ7 7，输入，输入 DACKDACK0 0*DACKDACK3 3*，DAKDAK5 5*DAKDAK7 7*，输输出出，DMADMA响应信号，用来响应响应信号，用来响应DMADMA请求。低电平有效请求。低电平有效 T/CT/C，计计数数结结束束信信号号，输输出出。在在任任何何一一个个DMADMA通道的终点计数计满时发出此脉冲通道的终点计数计满时发出此脉冲 DMA DMA信号线信号线 共有共有4 4组：组：12V12V5 512V12V10105V5V5 55V5V10104 4个地个地(GND)(GND)电源信号线电源信号线三、三、ISAISA总线周期总线周期 ISAISA支持支持八种八种类型的总线周期类型的总线周期 存储器读存储器读 存储器写存储器写 I/OI/O端口读端口读 I/OI/O端口写端口写 中断响应中断响应 DMADMA传输传输 刷新刷新 仲裁周期仲裁周期 了解和掌握了解和掌握ISAISA总线周期的时序，特别是总线周期的时序，特别是I/OI/O端端口读和口读和I/OI/O端口写总线周期，对于开发接口电路是端口写总线周期，对于开发接口电路是非常重要的非常重要的 9.2.2 PCI9.2.2 PCI总线总线 PCIPCI总线总线(Peripheral Component(Peripheral Component Interconnct Special Interest Group)Interconnct Special Interest Group)，即，即外围部件互联专业组，外围部件互联专业组，简称简称PCISIGPCISIG。是由。是由IntelIntel、IBMIBM、CompaqCompaq、ASTAST、HPHP、AppleApple、DECDEC等等100100多家公司于多家公司于19911991年共同推出的一种局部年共同推出的一种局部总线，广泛应用于当前高档微机、工作站及笔总线，广泛应用于当前高档微机、工作站及笔记本电脑中记本电脑中 PCIPCI局部总线的结构示意图局部总线的结构示意图PCIPCI总线引线示意图总线引线示意图地址和地址和 数据数据 AD31AD0 AD31AD0C/BE#3BE#0C/BE#3BE#0 接口控制接口控制 FRAME#FRAME#TRDY#TRDY#IRTY#IRTY#STOP#STOP#DEVSEL#DEVSEL#IDSELIDSEL REQ#REQ#GNT#GNT#PERR#PERR#SERR#SERR#CLKCLK RST#RST#6464位扩充位扩充PAR64PAR64REQ64#REQ64#ACK64#ACK64#INTA#INTA#INTB#INTB#INTC#INTC#INTD#INTD#TD1TD1TD0TD0TCKTCKTMSTMSTRST#TRST#出错出错仲裁仲裁系统系统AD63AD32AD63AD32C/BE#7BE#4C/BE#7BE#4LOCK#LOCK#接口控制接口控制中断中断JTAGJTAG PAR PARPCIPCI卡卡THANK YOUSUCCESS2024/5/7 周二47可编辑一、一、PCIPCI总线的特点总线的特点 与与ISAISA等总线相比，等总线相比，PCIPCI总线具有如下的特点总线具有如下的特点 传输速率高传输速率高 允许多总线共存允许多总线共存 PCIPCI总线不依赖于某一具体的微处理器，它支持多种总线不依赖于某一具体的微处理器，它支持多种 微处理器和将来发展的微处理器微处理器和将来发展的微处理器 总线数据总线数据宽度宽度3232位位或或6464位位 支持支持6464位位寻址寻址 5V5V和和3.3V3.3V两种电源供电两种电源供电 自动识别与配置外设，方便用户使用自动识别与配置外设，方便用户使用 9.2.3 AGP9.2.3 AGP总线总线 AGPAGP加速图形端口于加速图形端口于19961996年年8 8月提出的一月提出的一种新型视频接口标准，它是专门为种新型视频接口标准，它是专门为3D3D加速而设加速而设置的加速图形端口，允许置的加速图形端口，允许3D3D图形数据越过图形数据越过PCIPCI总线，把主存和显存直接连接起来，从而解决总线，把主存和显存直接连接起来，从而解决了了PCIPCI总线设计中对于超高速系统的瓶颈问题总线设计中对于超高速系统的瓶颈问题 AGPAGP应该是一种接口标准，因为它是应该是一种接口标准，因为它是一种点对点的连接端口，除图形控制器专用外，一种点对点的连接端口，除图形控制器专用外，没有别的设备能够使用没有别的设备能够使用AGPAGP，但是，我们习惯，但是，我们习惯上也称其为上也称其为AGPAGP总线总线 一、一、AGPAGP总线的结构总线的结构 采用采用AGPAGP总线的系统结构图总线的系统结构图二、二、AGPAGP总线的特点总线的特点 设计设计AGPAGP的目的是为了实现高性能的的目的是为了实现高性能的3D3D图像，提高显图像，提高显示的速度，因此采用了一些先进技术示的速度，因此采用了一些先进技术 双时钟技术双时钟技术 流水线技术进行读写内存流水线技术进行读写内存 DIME(Direct Memory Excute)DIME(Direct Memory Excute)技术技术 当当CPUCPU访问系统访问系统RAMRAM时，时，AGPAGP显示卡同时可以访问显示卡同时可以访问AGP AGP RAMRAM，两种总线同时传输数据，两种总线同时传输数据 多路信号分离技术多路信号分离技术 显示系统不占用显示系统不占用PCIPCI总线总线 三、三、AGPAGP的工作模式的工作模式 AGPAGP支持支持3 3种工作模式：种工作模式：1 1，2 2和和4 4模式。模式。3 3种工作模式的图形性能是依次提高的。目前微机种工作模式的图形性能是依次提高的。目前微机的的BIOSBIOS中基本上都是采用中基本上都是采用4 4模式模式模式模式 工作频率工作频率（MHz）数据传输率数据传输率（MB/s）传输触发方式传输触发方式 1 66 266 上升沿上升沿 2 133 532 上升沿和下降沿上升沿和下降沿 4 266 1064 上升沿和下降沿上升沿和下降沿 四、四、AGPAGP与与PCIPCI的比较的比较 性能指标性能指标 PCIAGP 方式带宽方式带宽（MB/S）133533总线时钟（总线时钟（MHZ）3366数据线宽度（位）数据线宽度（位）3232数据传输数据传输 同步同步 同步同步 插槽插槽 最多最多5个个 1个个 内存优先存取内存优先存取 不支持不支持 支持支持 信号线数量信号线数量 49659.3 RS-232C9.3 RS-232C串行通信接口标准串行通信接口标准 RS RS-232C 232C是数据终端设备（是数据终端设备（DTEDTE）和数）和数据通信设备（据通信设备（DCEDCE）之间的接口标准，是在）之间的接口标准，是在微机接口应用中常用的一种串行通信总线标微机接口应用中常用的一种串行通信总线标准，全称为准，全称为EIAEIARSRS232C232C标准标准（Electoronic Industrial Associate Electoronic Industrial Associate Recommended Standard Recommended Standard 232C 232C）9.3.1 RS-232C9.3.1 RS-232C串行通信接口标准的信号线串行通信接口标准的信号线 RSRS232C232C标准的信号线共标准的信号线共2525根，其中只定义根，其中只定义了了2222根。这根。这2222根信号线又分为主、辅两个信道，根信号线又分为主、辅两个信道，大多数微机串行通信系统中都只使用主信道的信大多数微机串行通信系统中都只使用主信道的信号线。在通信中，即便是只使用主信道，也并非号线。在通信中，即便是只使用主信道，也并非主信道的所有信号都要连接，一般情况下只需使主信道的所有信号都要连接，一般情况下只需使用其中的用其中的9 9根信号线。这就是为什么我们在微机根信号线。这就是为什么我们在微机的机箱上看到的串行通信接口（如的机箱上看到的串行通信接口（如COM1COM1、COM2COM2）只有只有9 9根的原因根的原因脚脚号号信号名信号名缩写名缩写名方向与功能说明方向与功能说明 3发送数据发送数据 TxD DTEDCE终端发送串行数据终端发送串行数据 2接收数据接收数据 RxD DTEDCE终端接收串行数据终端接收串行数据 7请求发送请求发送 RTS DTEDCE终端请求通信设备切换到发送方向终端请求通信设备切换到发送方向 8清除发送清除发送 CTS DTEDCE设备已切换到发送方向设备已切换到发送方向 6数传机就绪数传机就绪 DSR DTEDCE通信设备就绪，设备可用通信设备就绪，设备可用 5信号地信号地 SG 无方向信号地，所有信号公共地无方向信号地，所有信号公共地 1数据载体检出数据载体检出 DCD DTEDCE通信设备正在接收通信链路的信号通信设备正在接收通信链路的信号 4数据终端就绪数据终端就绪 DTR DTEDCE终端设备就绪，设备可用终端设备就绪，设备可用 9振铃指示器振铃指示器 RI DTEDCE通信设备通知终端，通信链路有振铃通信设备通知终端，通信链路有振铃 串行通信接口标准的信号线串行通信接口标准的信号线 9.3.2 RS-232C9.3.2 RS-232C串行通信接口标准的电气特性串行通信接口标准的电气特性 RS-232CRS-232C串行通信串行通信接口标准接口标准中，中，对于发对于发送端，规定送端，规定5V5V15V15V表示逻辑表示逻辑“1 1”（MARKMARK信号），用信号），用5V5V15V15V表示表示逻辑逻辑“0 0”（SPACESPACE信号），内阻为几百欧信号），内阻为几百欧姆，可以带姆，可以带2500pF2500pF的电容负载。负载开路的电容负载。负载开路时电压不得超过时电压不得超过25V25V。对于接收端，电压。对于接收端，电压低于低于3 3表示逻辑表示逻辑“1 1”，高于，高于3 3表示逻辑表示逻辑“0 0”n232C232C接口采用接口采用EIAEIA电平电平n高电平为高电平为3V3V15V15V逻辑逻辑“0 0”n低电平为低电平为3V3V15V15V逻辑逻辑“1 1”n实际常用实际常用12V12V或或15V15Vn标准标准TTLTTL电平电平n高电平：高电平：2V2V5V5Vn低电平：低电平：0V0V0.8V0.8V相互转换相互转换9.3.3 RS-232C9.3.3 RS-232C电平与电平与TTLTTL电平的转换电平的转换 MAX232MAX232引脚图引脚图MAX232MAX232的用法的用法1.1.在在C C1 1+和和C C1 1-两两端端、C C2 2+和和C C2 2-两两端端、V+V+和和地地两两端端、V-V-和地两端分别接一个和地两端分别接一个0.1f(105)0.1f(105)电容电容2.2.可可以以将将两两路路RS-232CRS-232C电电平平转转换换成成两两路路TTLTTL电电平平。分分别别从从R R1 1ININ和和R R2 2ININ输输入入，对对应应从从T T1 1OUTOUT和和T T2 2OUTOUT输输出出。注注意意，输输入入和和输输出出的的逻逻辑辑值值保保持持一一致致，如如输输入入-5V-5V，即即逻逻辑辑1 1，输输出出也也是是逻逻辑辑1 1，TTLTTL电电平平为为高高电电平平，即即3.6V3.6V左右左右3.3.可可以以将将两两路路TTLTTL电电平平转转换换成成两两路路RS-232CRS-232C电电平平，分分别别从从T T1 1ININ和和T T2 2ININ输输入入，对对应应从从R R1 1OUTOUT和和R R2 2OUTOUT输输出出。同样输入和输出的逻辑值保持一致同样输入和输出的逻辑值保持一致9.3.4 RS-232C9.3.4 RS-232C的机械特性的机械特性 RS-232CRS-232C的的机械特性机械特性规定：微机的规定：微机的RS-232CRS-232C接口接口通向外部的连接器是一种标准的通向外部的连接器是一种标准的“D D”型插针型插针 9.4 9.4 通用串行总线通用串行总线USB USB USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus）通用串行）通用串行总线是由总线是由CompaqCompaq、Digital EquipmentDigital Equipment、IntelIntel、MicrosoftMicrosoft、IBMIBM、NECNEC及及Northern Northern TelecomTelecom等等7 7家公司联合开发的一种流行的外家公司联合开发的一种流行的外设接口标准设接口标准 19961996年年2 2月公布了月公布了USB 1.0USB 1.0版本，传输速率有低速版本，传输速率有低速1.5Mbps1.5Mbps和高速和高速12Mbps12Mbps两种模式。两种模式。USB 2.0USB 2.0已于已于20002000年年4 4月月2727日由日由CompaqCompaq、HPHP、IntelIntel、LucentLucent、MicrsoftMicrsoft、NECNEC、PhilipsPhilips正式对外发布，作为新正式对外发布，作为新一代一代USBUSB标准，标准，USB 2.0USB 2.0兼容所有兼容所有USB 1.0USB 1.0外部设备外部设备及电缆线等，传输速率达及电缆线等，传输速率达480Mbps480Mbps。USB 2.0USB 2.0不仅不仅使使USBUSB大大提速，而且使更