第5章总线与接口.ppt

第5章总线与接口5.1总线概述5.1.2总线的性能指标
总线是微机系统中各部件之间传送信息的通路。微机系统中，希望总线能以最快的速度实现尽可能多的部件间信息的高速传送，因此，衡量总线性能的主要指标有如下四个。
1.总线宽度
总线宽度类似于交通道路的宽度，是指在总线上能同时传送的二进制位数。在传送速率一定的情况下，总线的宽度越宽则传送的信息量就越大。2.最大传输速率
最大传输速率指每秒所能传送的最大字节数，单位是MB/s。
3.总线时钟
总线时钟指总线工作的时钟频率，单位是MHz。总线的时钟频率越高，传输速率也就越高。
4.挂接设备的数量
挂接设备的数量指总线支持的同时挂接的最大设备数。5.1.3总线的分类
1.按总线功能分类
计算机的系统总线从功能上可分为地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。地址总线是用于寻址的位线，16位的地址总线可以寻址64K(216)个地址单元，而32位的地址总线可以寻址到4G(232)个地址单元。数据总线用于传输数据。数据传输是双向的，实现CPU与存储器、CPU与I/O接口之间的双向传输。控制总线用于传输各种控制信号。2.按总线在计算机中的位置分类
1)机器内部总线
机器内部总线是连接微机系统各部件的，以实现计算机内部各部件间通信的总线，例如连接主板与显卡的信号通路就是机器内部总线。系统中各部件间能否协同工作将直接关系到系统的整体性能，而部件间的联系是通过总线来实现的。总线的性能是以总线的时钟、带宽及相应的总线传输速率等指标来衡量的。总线传输速率始终是影响PC机整体性能的瓶颈。机器内部总线按照其发展过程分为:ISA(IndustryStandardArchitecture)总线、EISA(ExtendedISA)总线、VESA(VideoElectronicsStandardAssociation)总线、PCI(PeripheralComponentInterconnect)总线和AGP(AcceleratedGraphicsPort)总线。ISA总线是用于286计算机的总线标准，EISA总线是用于386计算机的总线标准，VESA是用于486计算机的总线标准，PCI总线是用于586计算机及更高机型的总线标准，前三种总线已经被淘汰。AGP总线只负责控制芯片和AGP显卡之间的指令、数据和地址的传输，可以和PCI总线共存。2)机器外设总线
机器外设总线是计算机内部与外设间进行通信的总线，分为IDE总线、SCSI总线和USB总线。IDE总线是PC机上用得最多的总线，其造价比较便宜。SCSI总线的速度比IDE总线要快得多，不过造价比较贵。IDE总线和SCSI总线一般只用于硬盘、光驱和扫描仪等，而USB总线则可以用于更多的外设，且速度更快。一般来说，这三种外设总线是不可以混合使用的，但是如果有总线转换器则可以在一定程度上混合使用，如SCSI总线就有向IDE总线进行转换的转换器。3.按总线的作用范围分类
1)系统总线和存储器总线
存储器总线指专门负责系统存储器与CPU之间数据交换的总线，其工作频率远远超过系统总线的工作频率。在早期的PC/XT系统中，存储器总线和系统总线尚未分开，通常采用ISA总线。ISA总线的带宽为8位，最大总线传输速率约为2MB/s。随着CPU工作频率的提高，要求CPU与存储器间的传输速率也要进一步提高，而系统总线的传输速率已不能满足要求，因而出现了独立的存储器总线。20世纪80年代中期，出现了16位ISA总线，其最大传输速率为8MB/s。到20世纪80年代末，又出现了32位EISA总线，EISA总线规范定义了突发工作方式，其最大传输速率为33MB/s。由于总线时钟频率受扩展槽数、传输线长度及扩展卡电路负载的限制，ISA和EISA总线时钟频率的上限被限制在8～10MHz，可挂接的设备最多为12台。2)局部总线
为了满足一些要求高传输速率扩展卡的需要，从系统总线中又分离出了局部总线(此时系统总线也被称为“标准总线”)。局部总线具有较高的时钟频率，并且有效地限制了系统总线槽数量的进一步增加以及系统总线传输线的进一步延长，从而保证了系统总线的性能。20世纪90年代初期，许多制造商竞相在486系统中采用一种称之为VESA的局部总线。该局部总线采用32位带宽，其总线时钟频率分别为33MHz、40MHz或50MHz，最大传输速率分别为132MB/s、148MB/s或267MB/s，可挂接2～4台设备。表5-1为系统总线和局部总线特性的对照表。表5-1系统总线和局部总线特性对照表5.2ISA系统总线图5-1ISA总线插槽5.2.2MCA总线概述
MCA总线又称为微通道结构总线。这是IBM公司为了垄断微机市场推出的一种与ISA总线完全不同的标准。其数据宽度为32位，数据传输速率为ISA总线的4倍