第4章 微机总线与标准 计算机教学实验中心
1 第4章 微机总线与标准 计算机教学实验中心
主要内容 掌握: ■总线的基本概念和分类; ■总线的系统结构 总线的主要功能及原理; 常用系统总线标准; 通用串行总线(UsB)
2 主要内容 掌握： ◼ 总线的基本概念和分类； ◼ 总线的系统结构 ◼ 总线的主要功能及原理； ◼ 常用系统总线标准； ◼ 通用串行总线（USB）
§4.1总线的基本概念 ■总线概念; ■总线分类及其特点
3 §4.1 总线的基本概念 ◼ 总线概念； ◼ 总线分类及其特点
总线的一般概念 ■总线是一组导线和相关的控制、驱动电路 的集合。 ■总线是计算机系统各部件之间传输地址、 数据和控制信息的通道 任一时刻,只能有一个部件/设备通过总线 发送数据,其他部件只能处于接收状态
4 总线的一般概念 ◼ 总线是一组导线和相关的控制、驱动电路 的集合。 ◼ 总线是计算机系统各部件之间传输地址、 数据和控制信息的通道。 ◼ 任一时刻，只能有一个部件/设备通过总线 发送数据，其他部件只能处于接收状态
总线的分类及特点 ■按传送信息的类型划分 数据总线( Data Bus,DB) 传输数据信息,双向三态 其宽度决定了其数据传输能力 例如,ISA总线为16位,PCI总线为32/64位 地址总线( Address bus,AB) 传输地址信息,单向三态 其宽度决定了微机系统的寻址能力 例如,ISA为24位,可寻址16MB;PCI为32/64位,可寻 址4GB/224TB 控制总线( Control Bus,CB) 传输控制信号、时序信号和状态信号 ■特点各异:三态、入/出/双向等特性均不相同 5
5 总线的分类及特点 ◼ 按传送信息的类型划分 ◼ 数据总线（Data Bus，DB） ◼ 传输数据信息，双向三态 ◼ 其宽度决定了其数据传输能力 ◼ 例如，ISA总线为16位，PCI总线为32/64位 ◼ 地址总线（Address Bus，AB） ◼ 传输地址信息，单向三态 ◼ 其宽度决定了微机系统的寻址能力 ◼ 例如，ISA为24位，可寻址16MB；PCI为32/64位，可寻 址4GB/224TB ◼ 控制总线（Control Bus，CB） ◼ 传输控制信号、时序信号和状态信号 ◼ 特点各异：三态、入/出/双向等特性均不相同
总线的分类及特点(续) 按总线的层次结构 cPU总线/前端总线(FSB) 直接由cPU引脚引出的总线,例如,P4CPU与GMCH(北桥) 之间的总线 局部总线(只出现在80386以后的微机系统中) CPU总线与系统总线之间的总线 侧通过北桥与cPU总线连接,另一侧通过南桥与系统总 线连接,例如PCI总线 系统总线 与总线扩展槽连接的总线,如ISA和ESA总线 外部总线 主机与外设之间的总线,如UsB和IEEE1394 其他 AGP,专用视频接口,专用于显卡与内存之间的数据传输 scsI,标准的设备接口,可连接15台外设 IDE/EIDE,外部存储设备接口,每个接口可连接2台设备 6
6 总线的分类及特点（续） ◼ 按总线的层次结构 ◼ CPU总线/前端总线（FSB） ◼ 直接由CPU引脚引出的总线，例如，P4 CPU与GMCH（北桥） 之间的总线 ◼ 局部总线（只出现在80386以后的微机系统中） ◼ CPU总线与系统总线之间的总线 ◼ 它一侧通过北桥与CPU总线连接，另一侧通过南桥与系统总 线连接，例如PCI总线 ◼ 系统总线 ◼ 与总线扩展槽连接的总线，如ISA和EISA总线 ◼ 外部总线 ◼ 主机与外设之间的总线，如USB和IEEE1394 ◼ 其他 ◼ AGP，专用视频接口，专用于显卡与内存之间的数据传输 ◼ SCSI，标准的设备接口，可连接15台外设 ◼ IDE/EIDE，外部存储设备接口，每个接口可连接2台设备
§4.2总线的结构 ■系统各部件与总线的连接方式 单总线结构 双总线结构 多总线结构
7 §4.2 总线的结构 ◼ 系统各部件与总线的连接方式 单总线结构 双总线结构 多总线结构
单总线结构 M M CPU 1O 1O ■缺点:高速的存储器与低速的MO接口竞争总线,影 响了存储器的读写速度
8 单总线结构 CPU M M I/O I/O I/O ◼ 缺点：高速的存储器与低速的I/O接口竞争总线，影 响了存储器的读写速度
双总线结构 面向cPU的双总线结构 CPU vO VO 1O 缺点:存储器与MO设备的数据传输必须通过cPU
9 双总线结构 ◼ 面向CPU的双总线结构 CPU M I/O I/O I/O ◼ 缺点：存储器与I/O设备的数据传输必须通过CPU
双总线结构 面向存储器的双总线结构 M CPU vO vO vO
10 双总线结构 ◼ 面向存储器的双总线结构 CPU M I/O I/O I/O