微机原理与接口技术 第二版 教学课件 作者 周明德 第5章 处理器总线时序和系统总线.ppt

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1、第5章处理器总线时序和系统总线5.18086的引脚功能1．8086的两种组态8086可以有最小和最大两种不同的组态。图5-18086的最大组态性能0（低）00中断响应001读I/O端口010写I/O端口011暂停（Halt）1（高）00取指101读存储器110写存储器111无源表5-1最大组态下的总线周期2．8086的引线图5-28086的引线5.28086处理器时序1．时序的基本概念虽然各条指令的指令周期有很大差别，但它们仍然是由以下一些基本的总线周期组成的。（1）存储器读或写（2）输入输出端口的读或写（3）中断响应图5-3一个基本的指令周期时序图图5-

2、4存储器读周期时序图5-5具有Tw状态的存储器读周期2．8086的典型时序（1）存储器读周期和存储器写周期图5-6最大组态时存储器读周期时序图5-7最大组态时存储器写周期时序（2）I/O读和I/O写周期图5-8最大组态时的I/O读写时序（3）空闲周期若CPU不执行总线周期（不进行存储器或I/O操作），则总线接口执行空闲周期（一系列的T1状态）。在这些空闲周期，CPU在高位地址线上仍然驱动上一个机器周期的状态信息。若上一个总线周期是写周期，则在空转状态，CPU在ADl5～AD0上仍输出上一个总线周期要写的数据，直至下一个总线周期的开始。（4）中断响应周期图5

3、-9中断响应时序（5）系统复位CPU中的部分内容标志位清除指令指针（IP）0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令队列空表5-4复位后寄存器的初始状态图5-10复位时序（6）CPU进入和退出保持状态的时序图5-11保持状态时序5.3系统总线5.3.1概述1．总线的分类根据总线所处的位置不同，总线可分为片内总线、片总线、内总线和外总线。（1）片内总线（2）片总线（又称元件级总线或局部总线）（3）内总线（又称为微型计算机总线或板级总线，一般称为系统总线）（4）外总线（又称通信总线）图5-12微型计算机各级总

4、线示意图（1）物理特性（2）功能特性（3）电气特性（4）时间特性本节主要介绍各种总线的前两种特性。总线大体可以分成以下几种主要类型。（1）地址总线（2）数据总线（3）控制总线（4）电源和地线（5）备用线2．总线的操作过程（1）申请阶段（2）寻址阶段（3）传输阶段（4）结束阶段3．总线的数据传输方式（1）同步图5-13存储器读周期时序（2）异步式传输图5-14异步传输的读写时序（3）半同步式传输从总体上看，它是一个同步系统，它仍用系统时钟来定时，利用某一时钟脉冲的前沿或后沿判断某一信号的状态，或控制某一信号的产生或消失，使传输操作与时钟同步。半同步传输方式，

5、对能按预定时刻，一步步完成地址、命令和数据传输的从模块，完全按同步方式传输；而对不能按预定时刻传输地址、命令、速度的慢速设备，则利用READY信号，强制主模块延迟等待若干时钟周期，协调主模块与从模块之间的数据传输。5.3.2PC总线IBM-PC及XT使用的总线就称为PC总线。当时使用的CPU是Intel公司的准16位CPU8088，但PC总线不是CPU引脚的延伸，而是由8282锁存器、8286发送接收器、8288总线控制器、8259中断控制器、8237DMA控制器以及其他逻辑的重新驱动和组合控制而成，所以又称为I/O通道。它共有62条引线，全部引到系统板8

6、个双列扩充槽插座上，每个插座相对应的引脚连在一起，再连到总线的相应信号线上。5.3.3ISA总线ISA（IndustryStandardArchitecture）—工业标准体系结构总线，又称AT总线。是IBMAT机推出时使用的总线，逐步演变为一个事实上的工业标准，得到广泛的使用。5.3.4PCI总线PCI（PeripheralComponentInterconnect）总线称为外部设备互连总线，它能与其他总线互连，如图5-15所示。图5-15PCI总线连接图1．PCI总线的特点（1）高性能（2）低成本（3）使用方便（4）寿命长（5）可靠性高（6）灵活（7）

7、数据完整（8）软件兼容2．PCI总线信号定义图5-16PCI总线信号5.3.5USB总线USB是由Intel、Microsoft、IBM、DEC、Compaq、NorthenTelecom等共同提出的。（1）因为使用了总线的设计，所以可以在一个USB接口上接多个设备。（2）USB接口可以为设备提供+5V的电源供应，所以只要所接外设不是高耗电的设备，如电机等（+12V），那么就可以由USB口直接供给电源，而无需另接电源了。对于移动办公的设备来说，USB接口设备将是一个上佳的选择。（3）USB接口的速度十分快，数据传输速率可以高达1.5～12MB/s，而普通串

8、口却只能达到115200B/s，这样大的传输量可以胜任许多工作，所