第章总线接口与过程通道总线及其标准ppt课件.ppt

计算机控制技术总线概述一套计算机系统除中央处理器件外，还有存储器、系统总线、接口电路、外部设备等多个部分。各类外部设备和存储器，都通过各种接口电路连接到计算机系统的总线上，用户可根据不同应用，选择不同类型的外部设备，设置相应的接口电路，把它挂接到系统总线上，构成不同用途、不同规模的计算机应用系统。1.常规外围设备，如键盘、CRT显示器、打印机、磁盘机等。2.被控设备和检测仪表、显示装置、操作台等。因此，I／O接口和I／O通道是计算机控制系统不可缺少的组成部分。总线的概念总线就是一组信号线的集合，用这个集合可以组成系统的标准信息通道，它定义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。总线的定义：一组公用线的集合规定了各引线的信号、时序、电气和机械特性;为计算机系统内部各部件、各模块之间或计算机各系统之间提供了标准的公共信息通路;符合某种总线的标准。总线技术通道控制功能、使用方法、仲裁方法和传输方式等总线的标准、结构不同，性能差异很大总线结构连接示意图总线结构连接的优点结构由面向CPU变为面向总线硬件、软件模块化设计与生产结构清晰,便于灵活组态、扩充、改进与升级符合同一总线标准的产品兼容性强满足用户不同的需要,容易构成各种用途的计算机应用系统微型计算机广泛采用总线技术，用以简化硬件、软件的系统设计。从硬件角度看，接口设计者只需按总线规范设计插件板，保证它们具有互换性与通用性，以便大批量生产，支持计算机系统的性能及系列产品的开发。从软件角度看，接插件的硬件结构带来了软件设计的模块化。用总线连接的系统，结构简单清晰，便于扩充与更新。例如在规模上扩充时，只需往总线上多插几块同类型的插件；在功能扩充时，只需插入符合该总线标准的所需插件；在系统更新时，一般只需要更换新的插件或系统板。微型计算机的应用领域极为广泛，采用总线标准是应用的需要。因此，从用户角度看，希望微型计算机生产厂家除了以机箱方式提供整机系统外，还能以其他方式，如插件方式向用户提供“原型”产品，由用户根据自己的要求构成所需的微机系统。借助于总线标准，可以帮助用户按其具体需要选择和获得适合自己需求的产品。采用总线的优点概括总线类别总线的类别内部总线是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它按功能又可分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线四部分，每种型号的计算机都有自身的内部总线。数据总线数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。如ISA总线数据线是16位，PCI总线是32位或64位。数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。地址总线地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。地址信号一般由CPU发往其他芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。例如，ISA总线有24位地址线，可寻址16MB，PCI总线有32位地址线，可寻址到4GB。地址总线的宽度视CPU所能直接访问的存储空间的容量而定。控制总线控制总线用于传输控制命令和状态信息。根据不同的使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。控制总线用于传送控制信息、时序信息和状态信息。比如，I/O读写信号、存储器读写信号和中断信号等等。控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。电源线与地线电源线与地线为挂在总线上的模块或设备提供了电能以及电流通路。电源的区别在一定程度上也体现了总线标准的特色。例如，ISA采用+12V和+5V，PCI采用+5V和+3V。一般来说，越是先进的总线标准，采用的电压越低。总线的分类2在微型计算机系统中，按照总线的规模、用途及应用场合，可将总线分为以下三类。1.芯片总线芯片总线又称为元件级总线。这是在构成一块CPU插件或用微处理机芯片组成一个很小系统时常用的总线，用于各芯片（如CPU芯片、储器芯片、I/O接口芯片等）之间的信息传送。按所传送的信息类别不同，可将芯片总线分为传送地址、传送数据和传送控制信息等三组总线，简称为地址总线、数据总线和控制总线。2.内部总线内总线又称为系统总线。它是微型计算机系统内连接各插件板的总线，用于插件与插件之间的信息传送。数据总线D：用于传递数据信息；地址总线A：用于传递地址信息；控制总线C：包括控制、时序和中断信号线，用于传递各种控制信息，决定了总线的性能好坏；电源总线P：向总线提供电源。3.外部总线外总线又称为通信总线。用于微型计算机系统与微型计算机系统之间或微型计算机系统与外部设备之间的通信