微型计算机系统的总线结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.3,微型计算机系统的总线结构,第一章 绪论,1.3,微型计算机的总线结构,1.3.1,总线和微型计算机的基本结构,微型计算机基本结构,CPU,RAM,ROM,I/O,接口,外设,地址总线,AB,控制总线,CB,数据总线,DB,（,P. 5,图,1-2,）,1,总线通常有以下三种：,内部总线,：指微处理器内部各部件之间传送信,息的通路，用来连接,CPU,内部的各逻辑部件。,系统总线,：又称外部总线。用于连接微型计算,机内的,CPU,、存贮器及,I/O,接口电路。,通信总线,：用于各微型计算机系统之间或微型,计机系统与其它系统之间的通信。,通常所说的总线是指系统总线。,总线,(BUS),是指连接计算机各部件或计算机,之间的一束公共信息线，是计算机系统中传送信息,的公共途径。,2,鼠标器,键盘,显示器,调制解调器,打印机,显示卡,并口,串口,键盘接口,软驱,光驱,主板,(CPU,、芯片组、,BIOS,、,RAM,等,),硬驱,接口,光驱,接口,软驱接口,硬盘,电,源,主机箱,总线插槽,PC,机的硬件组成框图,3,微型计算机的基本结构就是,以系统总线为连接,的结构,，简称,总线结构,。,4,系统总线,分为地址总线,AB(Address Bus),、数据总线,DB(Data Bus),和控制总线,CB(Control Bus),三种。,5,地址总线的宽度,(,根数,),决定了,CPU,可直接寻址,的内存容量,。当地址总线的宽度为,N,时，其直接寻,址的内存容量为,2,N,。如,8086,的地址总线有,20,根,（,位），则它直 接寻址的内存容量为,2,20,=1 MB,。,386,、,486,的地址总线为,32,根，则它可直接寻址的,内存容量为,2,32,=4GB,。,地址总线,一般是单向的,。,地址总线,用于从,CPU,输出一组地址信息，以,指明,CPU,所要找的某个外界部件,(,存贮器或外部设备,),的地址。,6,数据总线,用来传送数据。,数据总线的宽度决定,了一次最多可传送的数据位数。数据总线是双向的。,控制总线,用于传送控制信号和状态信号，使各部,件能协调动作。,7,1.3.2,系统运行过程的名词概念,数据从存贮器或,I/O,接口电路送往,CPU,称为,CPU,读数,或,取数,。,读是非破坏性的,。,数据从,CPU,送往存贮器或,I/O,接口电路称为,CPU,写数,或,存数,。,读（取）写（存）数据的过程又统称为,访问,。,存贮器分为内存与外存。,CPU,不直接与外存打,交道,。,一、,读,/,写数,8,CPU,把一条指令分解成若干个步骤完成。,取指,控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为,“,取指,”,。一条指令取走后，指令指针寄存器,IP,自动加,1,被修改成下一条要读取的指令的地址。,译码,控制器将取来的指令分解成一些更简单的微操作称为,“,译码,”,。微指令参与。译码后放入指令队列中。,取数,按照指令中给出的地址从存储器取出参与运算的操作数，这一过程称为,“,取数,”,。有的指令不用再取数。,二、操作方式,执行,控制器控制,ALU,完成指令规定的操作，这一过程,称为,“,执行,”,。,9,同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理，,完成不同的操作，这种操作方式称为,流水方式,。分步越细，流水深度越深，,CPU,的性能越高，甚至，有多条流水线。,将,CPU,划分成若干个独立的功能部件，使它们独立地并行操作，称为,并行操作方式,。,10,三、寄存器,寄存器分为两类：通用寄存器 和专用寄存器。,通用寄存器用于临时存放,数据和地址，以减少,CPU,对存,储器的访问，,提高运行速度,。,专用寄存器如程序计数器,PC (,在,Intel,微处理器中称为,指,令指针,IP),、标志寄存器等。,控制部件,微处理器,CPU,算术逻辑部件,寄存器,内总线,11,四、堆栈,堆栈,是按先入后出的原则存取信息的一种数据,结构。,堆栈只有一个数据出入的端口，称为,栈顶,。,堆,栈指针,SP,总是指向堆栈栈顶的那个数据。当堆栈为,空栈时，,SP,指向堆栈的栈底。,数据存入堆栈称为,压入,（,PUSH,），数据从堆,栈取出称为,弹出,（,POP,）。,堆栈以字为单位操作,。,12,CPU,通过对,I/O,端口进行读,/,写操作，实现对,外设的控制。,I/O,接口结构示意图,I/O,端口,1,I/O,端口,2,I/O,端口,3,地址,译码,数据,缓冲,控制,电路,外,设,AB,DB,CB,C,P,U,1.3.3,输入,/,输出接口电路,13,