第9章总线结构.ppt

第 3 章
总线结构
概述
基本概念
总线分类
总线的工作原理
总线的应用
总线的功能
总线仲裁
常用系统总线
PC总线
ISA总线
PCI总线
主要外设总线
IDE总线
SCSI总线
USB总线
●总线

概述
采用一组公共的信号线作为微型计算机各部件之间的通信线,
公共信号线称为总线。微型计算机系统大都采用总线结构

基本概念
●总线特性
(1)物理特性——总线物理连接的方式。
(2)功能特性——总线中每一根线的功能是什么。
(3)电气特性——每一根线上信号的传送方向、有效电平范围,即是
脉冲有效还是高低电平有效。
(4)时间特性——每根线的时序。
教学进程

概述

基本概念
●总线的性能指标
(1)带宽——单位时间内总线上可以传送的数据量(多少个字节)。
(2)位宽——总线能同时传送的数据位数,即16、32、64位等总线宽度。
(3)工作频率(总线时钟频率)——用于协调总线上的各种操作的时钟
信号频率,以 MHz为单位。
三者的关系:
工作频率一定时,总线的带宽与总线位宽的成正比;
位宽一定时,总线的带宽与总线的工作频率成正比;
总线的带宽取决于总线位宽和工作频率。
教学进程
★ CPU总线:用于CPU内部各部件之间传送信息。
★存储总线:用于CPU与存储器之间传送信息。
★系统总线:用于CPU与各部件之间传送信息。
★外部总线:用于I/O设备与主机之间传送信息。
★单总线结构:所有的部件都连接到该总线上,各个部件之间的通信都是通过这惟一的总线进行。在一个给定时刻,总线只能被用于一对部件之间的信息传送,当有多个设备或部件同时申请使用总线时,需通过总线控制器进行裁决。
★双总线结构:系统设置两条总线——系统总线和内存总线。系统总线用于各个部件之间通信,但在CPU与内存之间单独设置一条内存总线,以减轻系统总线的负担。
★三总线结构:在双总线基础上增加一条I/O总线形成了三总线结构。I/O设置通过I/O总线挂接到I/O通道上,并挂接到系统总线上。
●按总线的层次结构分
●总线的结构
教学进程
CPU
M
接口
接口
I/O
I/O
单总线结构
优点:简化操作,便于系统的扩展,CPU的效率提高了。
缺点:对总线的速率要求高,负担重,而且控制管理也更复杂了。
优点:总线上的负载不重,速度较高。
缺点:增加了CPU的开销,降低了CPU的性能。
双总线结构
教学进程
系统总线
CPU
存储总线
M
接口
接口
I/O
I/O
三总线结构
系统总线
CPU
存储总线
I/O通道
I/O总线
接口
接口
I/O
I/O
M

总线的工作原理
● CPU总线与外界的公共通道

总线的应用
CPU总线:地址总线(CAB)、数据总线(CDB)、B)
与主存储器接口
与I/O接口
与多个CPU之间接口
与系统总线的接口
●系统总线
主机系统与外围设备之间的通信通道
●在计算机主板上,系统总线表现为与扩展插槽线连接的一组逻辑电路和导线,与I/O扩充插槽相连。I/O插槽中可插入各式各样的扩充板卡,作为各种外设的适配器与外设连接——这种总线也叫I/O通道总线。
教学进程
总线的应用
ISA总线:ISA(Industry Standard Architecture,工业标准体系结构) 由美国IBM公司推出的8/l6位标准总线。
EISA总线:EISA(Extended Industry Standard Architecture,扩 展工业标准体系结构)由Compaq、HP、AST等多家公司联合 推出的32位标准总线。

●系统总线
●总线标准,如ISA总线、EISA总线、VESA总线、AGP总线、VME总线、 MCA总线、PCI总线等。
教学进程
MCA总线:(Micro Channel Architecture,微通道体系结构)由美国 IBM公司推出的32位标MCA标准总线。
VESA总线:视频电子标准协会(Video Electronic Standard  Association)联合多家公司共同推出的全开放通用局部总线。
PCI总线:PCI(ponent Interconnect 外部设备互连) 由美国Intel公司推出的32/64位标准总线。
提供输入/输出设备同系统中其他部件间的公共通信通路,标准化程度最高,可用于各种型号的处理器。