第2章 总线接口与过程通道.ppt

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1、计算机控制技术——2.1总线及其标准1一套计算机系统除中央处理器件外，还有存储器、系统总线、接口电路、外部设备等多个部分。各类外部设备和存储器，都通过各种接口电路连接到计算机系统的总线上，用户可根据不同应用，选择不同类型的外部设备，设置相应的接口电路，把它挂接到系统总线上，构成不同用途、不同规模的计算机应用系统。21.常规外围设备，如键盘、CRT显示器、打印机、磁盘机等。2.被控设备和检测仪表、显示装置、操作台等。外设通过输入输出(I／O)接口和输入输出(I／O)通道与CPU的总线相连。一个实际的微型计算机控制系统的硬件

2、，除主机外，通常还包括两类外设：为什么外围设备不能像存储器那样直接挂到主机CPU的总线上呢？3因此，I／O接口和I／O通道是计算机控制系统不可缺少的组成部分。这是由存储器和外围设备各自不同的性质、特点决定的。(1)由于存储器功能单一(保存信息)、品种有限(ROM、RAM)、存取速度与CPU的工作速度基本匹配，因此，存储器可以直接挂到CPU总线上，很方便。(2)外围设备种类繁多，有机械式的、机电式的或电子式的；有的作为输入设备、有的作为输出设备；有的既可作为输入设备，又可作为输出设备；工作速度不一，外围设备的工作速度通常比

3、CPU的速度低得多，且不同外围设备的工作速度往往又差别很大；信息类型和传送方式不同，有的使用数字量，有的使用模拟量，有的要求并行传送信息，有的要求串行传送信息。如此复杂的功能，仅靠CPU及其总线是无法承担的，必须增加I／O接口电路和I／O通道才能完成。42.1.1总线的概念所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。总线可以把计算机或控制系统的模板或各种设备连成一个整体以便彼此间进行信息交换。5总线就是一组信号线的集合，用这个集合可以组成系统的标准信息通道，它定

4、义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。6总线结构连接示意图总线1#总线接口2#3#4#5#6#总线与总线接口一起便称之为总线结构7微型计算机广泛采用总线技术，用以简化硬件、软件的系统设计。从硬件角度看，接口设计者只需按总线规范设计插件板，保证它们具有互换性与通用性，以便大批量生产，支持计算机系统的性能及系列产品的开发。从软件角度看，接插件的硬件结构带来了软件设计的模块化。82.1.2采用总线的优点1．简化了系统结构2．简化了硬件与软件的设计3．便

5、于系统的扩充与更新4．便于组织生产，提高产品质量，降低产品造价5．可维护性好92.1.3总线类别10片内总线(On-ChipBUS)集成电路内部，用来连接各功能单元的信息通路内部总线（InternalBus)用于计算机内部模块（板）之间通信。外部总线（通讯总线）用于计算机之间或计算机与设备之间通信1、按总线在系统结构中的层次位置：11计算机总线层次结构图12内部总线是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它按功能又可分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线四部分，每种型号的计算机都有自身的内部总线。13数据、地址、控制

6、、电源总线数据总线D：地址总线A：控制总线C：电源总线P：用于传递数据信息用于传递地址信息向总线提供电源包括控制、时序和中断信号线，用于传递各种控制信息14外部总线外总线又称通信总线。用于微型计算机系统与微型计算机系统之间或微型计算机系统与外部设备之间的通信。如：IEEE-488、RS-232C、RS-485、USB等15按总线数据传输方式分：并行总线(ParallelBUS)每个信号都有自己的信号线传输速度快、接口简单使用电缆线数多串行总线（SerialBus)多个信号复用少量信号线电缆线数少，便于远距离传播信号传输慢

7、，接口复杂所有信号复用一对信号线每个信号都有自己的信号线162.1.4总线标准17总线标准的含义对于总线上的各个单元如芯片之间、扩展卡之间以及系统之间，如果要进行正确的连接与传输信息，就应遵守一些协议与规范，这些协议与规定就被称为总线标准。18总线标准1、规定了各引线的信号、时序、电气和机械特性2、为计算机系统内部各部件、各模块之间或计算机各系统之间提供了标准的公共信息通路3、采用总线标准设计、生产的计算机模板和设备具有很强的兼容性19常见总线标准总线是微机中各模块之间传送信息的通道，各模块分时共享总线。为了方便微机系统

8、的扩展及各厂家产品的互换或互连，国际上根据微机的发展制定了许多总线标准。如PC总线标准、ISA总线标准、EISA总线标准、PCI总线标准、USB总线标准等。20ISA总线PC总线仅适用于8位数据的传送，所以，从IBMPC/XT微机开始采用ISA总线，也称为AT总线，以便进行16位数据传送。ISA总线的数据传送速率最