微型计算机系统与接口7(精品)

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,*,Home,7.1,总线基本知识,7.2,系统总线,7.3,外总线,7.微型计算机总线技术,内容简介,习题解答,重点,/,难点,总线是微型计算机系统的重要组成部分，是系统中传递各类信息的通道，也是微型计算机系统中各模块间的物理接口，它负责,CPU,和其它部件之间信息的传递。通过本章学习，熟悉总线的一般概念和微机系统总线的组成，理解,PCI,总线、,RS-232-C,总线和,USB,总线的性能特点、连接方法及应用场合，学会根据总线的规范设计简单的扩展接口。,Home,内容简介,7.微型计算机总线技术,Home,总线的基本概念，包括总线的定义、描述总线的特征要素以及总线的电气特性。,微机总线的组成结构，片内总线、内总线、外总线的含义及其应用特点。,PCI,总线的工作原理、连接方式，以及,PCI,配置的方法。,RS-232-C,总线的接口特点、电气特性和使用方法。,USB,总线的拓扑结构、功能特点和连接使用方法。,重点与难点,7.微型计算机总线技术,Home,Next,7.1 总线基本知识,1,总线:是一组信号线的集合.它是器件之间通信和控制的的渠道.,1,.微型计算机总线概述,以,分时,的方法来为多个部件服务的,总线仲裁,电路来避免总线冲突,总线的指标主要有2个，总线的工作频率和总线的宽度,总线频率,是总线时钟频率,总线的宽度,是指能够一次并行传送的信息位数,Home,Next,2,微型计算机的总线结构图,Home,Next,Back,7.3 外总线,CPU,北桥,南桥,RAM,Cache,AGP,CRT,BIOS,PC,I,ISA,前端总线/,CPU,总线,接口卡,外设,总线扩展槽,KBD，Mouse,串行/并行接口,HDD/CDROM(IDE),FDD,USB,Home,Next,3,三总线的的总线结构图,Home,Next,Back,7.3 外总线,7.1 总线基本知识,4,总线的分类,异步并行总线,并行总线,同步并行总线,总线 异步串行总线,串行总线,同步串行总线,Home,Next,Back,7.1 总线基本知识,5,总线的性能比较,Home,Next,Back,所以内部一般用并行总线，如,PCI，ISA。,外部一般用串行总线，如网线。,并行总线,传输快,距离短,复杂,成本高,串行总线,传输慢,距离远,简单,成本低,7.1 总线基本知识,6,并行总线,Home,Next,Back,数据总线,DB,并行总线的构成 地址总线,AB,控制总线,CB,并行总线，随着技术的不断发展，正朝着高速，半同步，兼容的方向发展。,7.1 总线基本知识,7,串行总线,传输方式,单工：只能单向传数据。,半双工：能相互传数据，但在一个时刻只能向一个方向传。,全双工：在同一时刻，可以相互传数据。,他们的区别：重在软件，而不是硬件。目前使用比较多的是,S-232，,S-423,和,USB,标准。,Home,Back,1.,PCI,总线,Home,Next,1,7.2 系统总线,PCI(Peripheral Component Interconnect),是种即插即用的总线标准,支持全面的自动配置。,最大允许,64,位并行数据传输,采用地址,/,数据总线复用方式,最高总线时钟可达,66,MHZ,支持多总线结构和线性突发传输,最高峰值传输速度可达,528,MB/s.,Home,Next,Back,2.,PCI,总线的系统,2,7.2 系统总线,Home,Next,Back,PCI,总线的基本连接方式,3,7.2 系统总线,Home,Next,Back,3.,PCI,总线的地址空间,4,7.2 系统总线,在,PCI,总线中，存在3种地址空间：,MEMORY,空间、,I/O,空间、配置空间,CPU,的引脚上只支持,I/O,和,MEMORY,空间，并不支持配置空间。,实际上，配置空间是通过使用,I/O,空间的部分地址（0,CF8H-0CFCH，DWORD）,来实现的。其中，将0,CF8H,用做配置地址寄存器（,CFG-ADDR），,存放配置空间的地址，0,CFCH,用做数据寄存器（,CFG-DATA），,存放,CPU,和,PCI,设备相互传递的数据。,Home,Next,Back,4.,ISA,总线,5,7.2 系统总线,ISA(Industry,Standary,Architecture),总线是,8位/16,位数据传输总线的工业标准。,ISA,是同步并行总线,有88,根信号线,是在原来,XT,总线,62,线的基础上再扩充,36,线而成的,.,向上与,XT,总线系统兼容。,ISA,在,PC,机上,是南桥与键盘,鼠标,打印机等娱乐设备连接的接口,硬盘和光区也是接在,ISA,总线上的。,4.,AGP,总线,6,7.2 系统总线,AGP（,加速图形端口）是,Intel,为高性能图形和视频支持而专门设计的一种新型总线。,AGP,以,PCI,为基础，但在物理上、电气上和逻辑上独立于,PCI。,与,PCI,带有多个插槽的真正总线不同，,AGP,是专为系统中一块视频卡设计的点到点高性能连接，只有一个,AGP,插槽可以插入单块视频卡。,Home,Back,AGP,接口的系统结构,7,7.2 系统总线,Home,Back,Home,Next,1,7.3 外总线,1.,RS232C,及,RS485,总线,RS-232-C,总线,RS-232-C,是美国电子工业协会,EIA,制定的一种串行物理接口标准。,RS,是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，,C,表示修改次数。,一个主通道和一个辅助通道,规定的数据传输速率为每秒50、75、100等波特,传输距离短,，一般用于20,m,以内的通信,RS-485,总线,采用平衡发送和差分接收,采用半双工工作方式,可以联网构成分布式系统，最多达128台驱动器和128接收器,Home,Next,2,7.3 外总线,使用,Modem,的,RS-232C,接口,Home,Next,3,7.3 外总线,不使用,Modem,的,RS-232C,接口,Home,Next,4,7.3 外总线,RS232C,接口电路,Home,Next,4,7.3 外总线,RS-485,是一种,串行总线,标准。,RS-485,采用平衡发送和差分接收，具有抑制共模干扰的能力。总线收发器具有高灵敏度，能检测低至,200,mV,的电压，传输信号能在千米以外得到恢复。,RS-485,采用,半双工,工作方式，因此，发送电路须由使能信号加以控制。,RS-485,用于多点互连时非常方便，可以省掉信号线,Home,Next,5,2,.总线,Home,Next,Back,7.3 外总线,USB(,UniversalSerialBus,),是外围设备与计算机进行连接的接口总线,即插即用，热拔插，接口体积小，节省资源，传输可靠，提供电源，良好的兼容性，共享式通信和低成本,达到了,480,b/s,的传输速度,.,半双工串行总线,.,Home,Next,6,高速外设的,USB,线缆与电阻的连接,Home,Next,Back,7.3 外总线,可见,USB,是半双工串口,Home,Next,7,USB,系统组成,Home,Next,Back,7.3 外总线,Home,Next,8,USB,数据包的格式,Home,Next,Back,7.3 外总线,Home,Next,9,USB,系统软件组成,Home,Next,Back,7.3 外总线,主控制器驱动程序,(,HostControllerDriver,),对,USB,交换的调度，并通过根,HUB,或其他的,HUB,完成对交换的初始化，在主控制器与,USB,设备之间建立通信信道。,设备驱动程序,(,USBDeviceDriver,),驱动,USB,设备的程序，通常由操作系统或,USB,设备制造商提供。,USB,芯片驱动程序,(,USBDriver,),在设备设置时读取描述寄存器以获取,USB,设备的特征，并根据这些特征，在请求发生时组织数据传输,。,Home,Next,10,USB,的连接器,Home,Next,Back,7.3 外总线,USB,规定了两种连接器，分别称为,A,系列和,B,系列。通常计算机主机板上的连接器都是,A,系列的，,B,系列的连接器常见于设备端上。,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,A,系列,B,系列,USB,图标,Home,Next,11,USB,通信流,Home,Next,Back,7.3 外总线,Home,Next,12,USB,通信流,Home,Next,Back,7.3 外总线,Home,Next,13,3.IEEE1394,总线,Home,Next,Back,7.3 外总线,IEEEl394,是一种高性能的,串行总线,，是,Apple,公司开发的计算机接口技术。,IEEE1394,作为一种数据传输的,开放式,技术标准，能够以100,Mbps、200Mbps,和400,Mbps,的高速率进行声音、图像信息的实时传送，还可以传送数字数据以及设备控制指令。,Home,Next,14,IEEE1394,的接口协议,Home,Next,Back,7.3 外总线,Home,Next,15,IEEE1394,系统结构,Home,Next,Back,7.3 外总线,本章小 结,通过本章的学习：,理解总线的基本概念,熟悉微型计算机总线的组成结构,掌握常用系统总线和局部总线的内部结构和工作原理,熟悉在各种不同的应用场合中合理地选择和使用总线,Home,Back,7.微型计算机总线技术,