总线与接口标准1

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1、第11章总线与接口标准教学目的和要求通过本章的学习，使学生掌握微机总线和接口标准的基本概念，掌握主要总线及主要接口的性能指标和特点。熟悉RS-232C串行通信接口标准，为今后开发RS-232C串行通信奠定良好的基础。了解PCI总线和通用外设接口标准USB的基本知识重点总线与接口标准的基本概念PCI总线等几种典型总线RS-232C串行通信接口及通用外设接口标准USB的基础知识总线与接口标准难点PCI总线结构USB的系统组成、传输类型、交换的包格式其他总线的组成与原理总线与接口标准11.1总线和接口标准的基本概念1

2、1.1.1总线的基本概念与分类一、基本概念⒈总线总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地址线、数据线、控制线、电源线等几种信号线。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和对信息进行加工处理的整体总线标准是指国际工业界正式公布或推荐的把各种不同的模块组成微机系统时必须遵守的规范。具体来讲，它是指芯片之间，插件板之间及微机系统之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守的一些协议和规范⒉

3、总线标准总线标准一般包括硬件和软件两方面的内容。硬件方面主要有总线的信号线定义、时钟频率、系统结构、仲裁及配置、电气规范、机械规范等方面的内容，软件方面主要有总线协议、驱动程序和管理程序等。总线标准为微型机系统中各模块的互连提供了一个统一的标准，为接口的软、硬件设计者和开发应用者提供了方便（1）总线标准的最重要特点是公用性。具有相同总线的不同功能的模块都可以挂接到总线上，共享总线，扩充性能好（2）信号一般以并行方式传输，传输速率快（3）一般在微机主板上以多个扩展插槽形式提供（4）所定义的信号线种类齐全。一般都有

4、分离的数据线、地址线和控制线⒊总线标准的一般特点二、总线的分类(5类)⒈片内总线片内总线也称为CPU总线，它是位于微处理器内部的总线，是ALU及各种寄存器等功能单元之间的通路⒉元件级总线元件级总线也称为片间总线。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、功能最直接的总线。一般指CPU引脚没有经过组合、驱动隔离，而被直接引用的信号线二、总线的分类(5类)(续一）⒊通信总线通信总线也叫外部总线，是微机系统之间或微机系统与

5、通信设备之间进行通信的一组信号线。如串行通信采用的RS-232-C、RS-485总线，微机与智能仪器之间通信采用的IEEE488、VXI总线以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USB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，常称为接口标准二、总线的分类(5类)(续二）⒋系统总线系统总线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。如ISA总线构成了IBMPC/AT微机系统二、总线

6、的分类(5类)(续三）⒌局部总线局部总线是介于CPU总线和系统总线之间的一级总线，是目前高档微机中常采用的一种重要总线。它的两侧分别由桥芯片连接，分别面向CPU总线和系统总线，但局部总线离CPU总线更近一些。采用局部总线的优点在于一些高速外设通过局部总线和CPU总线直接连接，而不必象早期的微机中那样将高速外设和慢速外设统统挂在较慢的系统总线上，从而可以显著提高数据传输的速率和充分发挥CPU高速的优势二、总线的分类(5类)(续四）二、总线的分类(5类)(续五）局部总线又可分专用局部总线、VL总线（486机中采用）

7、、PCI总线3种。其中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PCI总线，它是一种先进的局部总线标准11.1.2接口标准与接口标准的分类一、基本概念⒈接口所谓接口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必要通路，不同的外设有不同的输入/输出接口电路。例如，键盘输入有键盘接口电路，CRT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接口标准是指外设接口的规范和定义，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、电气和机械特性等方面⒉接口标准（1）接口

8、标准的最大特点是专用性，一般情况下是一种接口只连接一类设备，不能混用（2）一般在机箱外，以插头或插座形式提供（3）信号传输形式既有并行传输又有串行传输（4）定义信号线较少，且种类不多⒊接口标准的一般特点“7”号和“9”号位置都是USB接口。它也是一种串行接口，目前最新的标准是2.0版，理论传输速率可达480MB/s。目前许多上设都采用这种设备接口，如Modem、打印机、扫描仪、数码相机