北邮信通院微机原理第五章..ppt

第五章微机总线
主要内容
微机总线基本概念
总线仲裁和总线握手
常用微机总线(标准)
2学时
概述
微机系统采用总线结构。系统中主要部件通过系统总线相互连接、实现数据传输.
总线:是指计算机中传送信息的一组通讯线,它将各部件连接成一个整体。
总线可以按其性质、功能和层次位置分类。
总线概述
概述
总线分类
1、按传输信号的性质分类
总线按其信号线上传输的信息性质可分为三组:
①数据总线,一般情况下是双向总线;
②地址总线,单向总线,是微处理器或其他主设备 发出的地址信号线;
③控制总线,微处理器与存储器或接口等之间控制 信号。通常这部份线的含义和特性最复杂.
概述
2、按信号的功能分类
①基本信息总线,包括地址线、数据线及内存和 I/O的读写控制信号线等。
②数据握手总线,又称联络总线,是控制启动和停 止总线操作、实现数据传送同步的信号线,是 为保证总线上能容纳各种存取速度的设备而设 计的信号线。
③判决总线,包括总线判决(总线请求、总线
确认线)和中断判决线(中断请求线、中断响应
线)等。
概述
3、按照层次位置分类
①片内总线:片内总线位于微处理器或I/O芯片内部。例如CPU芯片中的内部总线,它是ALU单元和控制器等之间的信息通路。
②片总线(元件级总线、芯片总线):在印刷电路板上连接各芯片之间的公共通路(如微机主板上连接各芯片的总线)。
③系统总线(内总线、板级总线):微机系统内部连接各个功能模块的总线,主要用于微机系统中各插件板之间的信息传输。
④外部总线(设备总线、通信总线):用于系统之间的连接,如微机、与外设或仪器之间的连接。如通用串行总线RS-232C、智能仪表总线IEEE-488、并行打印机总线Centronics、并行外部设备总线SCSI和通用串行总线USB。
一般计算机用户接触比较多的是系统总线和外部总线。本章主要讨论系统总线。
概述
系统总线的主要性能指标
总线宽度:系统总线的数据线的数目。早期只有8位或16位,现在都是32位或64位。总线宽度越宽,同时传输的数据就越多,吞吐量就越大。
总线时钟频率:总线传输需要在时钟控制下进行。时钟频率越高,每秒在每条数据线上传输的信息就越多。时钟频率的单位为MHz。(有时以总线传输率作为指标,单位是Mbit/s,是指每秒在一条数据线上传输的数据量,数值上和时钟频率相同)。
系统总线的主要性能指标
总线带宽:总线所有数据线每秒可以传输的数据量,也就是最大传输率。单位为MB/s。
前三个指标之间的关系:
总线带宽= 总线宽度×总线时钟频率/8
单位是MB/s。
总线电源电压:早期总线单元电压为5V。现在随着总线性能的提高,单元电压趋于降低,,。
总线的体系结构
1、单总线结构
在微型计算机中只有一种总线,所有部件,包括CPU、存储器、外部设备的接口等,都连接到同一种总线。
优点:简单。增加和减少部件都很容易,便于系统的扩充。
缺点:对于所有的部件都使用相同的传输速度。
总线的体系结构
2、双总线结构:系统总线+局部总线
将一些需要高速数据传输的外设如网络适配器、GUI图形板、多媒体接口等,直接通过局部总线与CPU相连,使之与高速CPU相匹配。