第1章 总线组成和总线功能

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1、第1章总线组成和总线功能一．微型计算机总线主要由数据总线、地址总线、控制总线和电源等四部分组成。1．数据总线数据总线是外部设备和主控设备之间数据传送的数据通道，通常用表示，n表示数据宽度，如ISA总线宽度是16位，PCI总线和数据宽度是32位。总线中数据总线的宽度基本上反应了总线数据传输能力。2.地址总线地址总线是外部设备与主控设备之间传送地址信息的通道，通常用表示。地址总线的宽度，表示了该总线的寻址范围。如PC/AT机以及现在的常用计算机，在实模式下地址总线有16位地址线，则计算机系统所具有的基本寻址空间为空间，在微机中，I/O地址采用统一

2、编码。在PCI总线中，内存空间、I/O空间、配置空间是从地址总线的译码空间中划分出的三个区域，由于PCI总线有32条地址线，寻址能力达字节。3.控制总线控制总线是专供各种控制信号传送的通道。总线操作的各项功能都是由控制总线完成的。在ISA控制总线中，控制信号有总线允许、DMA传输、中断请求、I/O控制、存储器读写等。ISA控制总线可分为：I/O总线操作：外设与主控设备建立联系，数据在外设与主控设备之间流通，如硬盘读写、数据显示、数据传输等。I/O总线操作常用IN和OUT语句。DMA总线操作：用DMA方式在外设与存储器之间传送数据而封锁主控设备

3、参与，由DMA控制器控制总线占有权。中断控制：外设通过中断线向主设备提出服务请求信号，主设备根据中断优先级进行响应。控制总线是总线中最有特色的部分。数据总线看宽度，表示计算机系统的计算能力和计算规模。地址总线看位数，它决定了系统的寻址能力，表明计算机构成的规模控制总线看特色，表示该总线的设计思维，控制方式及技巧。4.电源ISA总线及PCI总线电源由+12V，-12V，+5V，-5V。是系统必备的总线，其中+5V要求达电流供电。而PCI总线还有3.3V电源。二．总线功能计算机具有如下总线功能：数据传输功能中断功能多设备支持功能错误处理功能131

4、.数据传输数据传输是总线基本功能，用总线传输率来表示，即每秒传输字节的多少，单位是MB/s（兆字节/秒）也表示MBPS，表1-1列出几种总线的比较表1-1几种总线传输能力的比较总线类型总线宽度（位）总线频率（MHz）传输方式传输率STD82异步2MB/SISA168异步16MB/SPCI3233异步132MB/S2.中断中断是计算机对紧急事件响应的机制，是计算机反应灵敏与否的关键，当外部设备与主设备之间进行了服务条约时，中断是实现条约的联系信号，中断信号线的多少，反映了系统响应多个中断的能力，中断优先级是中断源申请服务的级别，ISA总线有14

5、个中断源。3.多主设备支持多主设备支持功能是多个主设备使用同一条总线，这涉及到总线占有权问题，它由总线仲裁器决定，即那一个主设备申请占用总线，有总线仲裁器确定》在PCI总线中，有专门总线占用申请和总线占有权得到信号，这样，个主设备占用总线是合理的。4.错误处理错误处理是含（包括）系统错误，电池失效等错误检测处理。一．ISA总线1.ISA总线信号ISA（IndustrystandardArchitecture）工业标准体系结构共有98根线，ISA总线分为5类：地址线，数据线，控制线，时钟线，电源线。它们均连接到了主板上的ISA总线槽上，如图1所

6、示。①地址线SA0~SA19和LA17~LA23。SA0~SA19是可以锁存的地址信号，LA17~LA23为非锁存地址信号。其中SA17~SA19和LA17~LA19是重复的。②数据线SD0~SD15。其中，SD0~SD7为低8位数据，SD8~SD15为高8位数据③控制线●AEN地址允许信号，高电平有效，由DMA控制器发出。AEN=1，表示处于DMA控制周期；AEN=0,表示非DMA周期。●BALE地址锁存信号允许信号。该信号由总线控制器8288提供。其信号为高电平的时候CPU发出地址到系统总线，BALE的下降沿将SA0~SA19的地址信号锁

7、存。图1ISA总线槽●I/O读命令，低电平有效，表示系统需要从外设读取数据。13●I/O写读命令，低电平有效，表示该系统需要向外设写数据。●和存储器读/写命令，低电平有效，用于对A0~A19这20位地址寻址的1MB内存的读/写操作。●和存储器读/写命令，低电平有效，用于24为地址线全部存储空间读/写操作。●和分别是存储器16位片选和I/O16位片选信号，指明当前的数据传送是16位的存储周期或16为I/O周期。●SBHE总线高字节允许信号。该信号有效表示数据总线上传送的是高字节数据。●IRQ3~IRQ7，IRQ9~IRQ12，IRQ14和IRQ

8、15外部设备中断请求输入线。它们分别接到主8259A和从8259A中断控制器中，这部分的知识将在以后详细讲述。●DRQ0~DRQ3和DRQ5~DRQ7来自外部设备的