第9章 总 线 总线和连线 图1 普通连线 图2 高级总线 计算机总线的层次性 片内总线、主板总线、通信总线 计算机总线的多样性 PC总线、 ISA总线、 PCI总线 CAN总线、USB总线、RS-232总线、485总线 总线是一种高 技术连线方法 P微型计算机典型系统主板结构图 适配器声卡结构 挂在主板总线上 电气连接 金手指 机械连接 外 部 总 线通信线 计算机总线分类 内部总线 外部总线 局部总线：PC, ISA, PCI 系统总线（目前只有超级计算机 才有，以支持多CPU 并行作业。) 并行通信口：打印机接口 串行通信口：RS-232C, USB，CAN 计算机总线性能指标：三方面 1、总线宽度 如ISA总线为16位总线；PCI总线为32位。 在一个系统中，总线的宽度不会超过CPU 的数据线宽度。 2、总线频率 指总线工作时每秒钟能传输数据的次数。 比如：ISA的频率为8MHz, PCI的频率为 33MHz, PCI-2的频率为66MHz. 3、传输率 每秒钟能传输的字节数，用MB/s表示。 传输率=总线宽度 / 8 频率 比如：PCI总线宽度为32b(位),总线频率 为33MB / s，所以PCI总线的传输率为： 32/8 33 = 132 MB / s。 结论：总线宽度越宽，频率越高，则传输率越高。 计算机总线分类 内部总线 外部总线 局部总线：PC, ISA, PCI 系统总线（目前只有超级计算机 才有，以支持多CPU 并行作业。) 并行通信口：打印机接口 串行通信口：RS-232C, USB 下面先讲： PC总线：最早的PC总线，也是最简单的计算机局部总线 第二节 PC总线 （8位总线） PC总线插槽上有62个引脚， 分A、B两面，每面3l条引脚， 分别为A0A31和B0B3l。 PC总线插槽（即I/O接插座） 在PC/XT机的主板中的位置如 图9-5所示。 时钟发生器 8284 8088 CPU 协处理 器8087 地 址 锁存器 数 据 收发器 总线控制 器8288 I/O端口 译码器 中断控制 器8259A DMA控制 器8237A 计数器/定 时器8253 并行I/O 接口8255 存储器地址译 码器RAMROM CB DB AB +5V 系统配置 DIP开关 键盘接口 扬声器接 口 +12V -5V-12V地 电源输入： 62芯I/O 扩展插 槽 往往将8259等 用不完的功能线 放入总线备用 PC总线各引脚的 名称、功能定义 总线除了按 “地址、数据、 控制”分为三类外， 还可按谁提供总 线分：CPU提供 的，接口芯片提 供的，主板设计 师提供的。 此总线为8位总线 5.24 总线标准规范总线说明书 （1）物理特性 物理特性指的是总线物理连接的方式，包括总线的根数、总线的插头、插座 的形状、引脚的排列及间隔尺寸。功能卡加工商关心的事。 （2）功能特性 功能特性描述的是在一组总线中，每一根线的功能是什么。俗称三总线。尤 其是中断请求资源IRQi、DMA请求资源DRQi、电源、信号源等资源。 功能卡硬件设计师关心的事。 （3）电气特性 电气特性定义每一根线上信号的传送方向、有效电平、电流范围。 功能卡硬件设计师关心的事。 （4）时间特性 时间特性定义了每根线在什么时间有效，也就是每根线的时序。 功能卡软件设计师关心的事。 9.3 ISA总线 8位的PC总线马上跟不上CPU数据位（8、16、32、64） 的快速发展，1984年IBM公司推出了16位的ISA总线。ISA 总线是对62线的PC总线的扩充，它将62线扩充为98线，并 和PC总线兼容。 PC总线的 62线 扩充的 36线 注：解决了与PC总线的兼容问题 ISA总线增加的部分： 对24位地 址线的全部 读写控制 总线高8位 字节允许 扩充的数据线 扩展的地址线 总线控制 请求 内存16位和 I/O 16位片 选（由适配器 发往主机板） 9.4 PCI总线 上图中左侧最长的插槽为ISA插槽（黑色），中间白色的为 PCI插槽，右边棕色的插槽为AGP插槽（图形加速卡）。 四种PCI插卡槽 目前多用3.3V 32位插槽 此组控制线 是PCI设备 能具即插即 用功能的 关键 PCI总线读操作时序 注：FRAME配合IRDY、TRDY完成地址信号与数据信号的分离 注：386CPU及以后的CPU，地址和数据时分离的。 注：一个时钟传一个数据，是否插入等待要看IRDY和TRDY 能突发 传输！ PC总线、ISA总线读操作时序（复习） 9.5 RS-232串行通信总线 异步串行近距离通信的硬件电路： 针脚 定义 符号 1 载波检测 DCD 2 接收数据 RXD 3 发送数据 TXD 4 数据终端准备好 DTR 5 信号地 SG 6 数据准备好 DSR 7 请求发送 RTS 8 清除发送 CTS 9 振铃提示 RI 9.6 通用串行总线USB USB是应用在PC领域的新型接口技术。电脑连接外围 设备的接口无统一的标准。USB将这些接口统一起来，形成 通用串行总线（Universal Serial Bus，USB），提供所谓 “万用”（one size fits all）连接功能。 USB 口比RS-232口在近距离通信方面优越得多： 1.通信速度更快； 2.扩展更容易； 3.具有即插即用功能。 USB 与RS-232的转换芯片CH341 ，可以解决很多老设备 与PC机的串行通信不匹配问题。 USB转3线RS232串口电路图 注：此图为姚军钢同学提供 USB转单片机串口电路图 注：此图为姚军钢同学提供 13.3 微型机系统中的层次化局 部总线 串行通信接口的典型连接 主机系统结构简介 PC和PC/XT总线的微机系统结构示意图 Pentium 4 微处理器微机系统结构 P微型计算机典型系统主板结构图 P4主板的外形图 适配器声卡结构 主板IDE接口 。 IDE接口 IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动 器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。 把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度， 数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘 生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。 对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今 就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强 的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位 IDE代表着硬盘的一种类型， 而其后发展分支出更多类型的 硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、 DMA、Ultra DMA等接口都属于 IDE硬盘。 本章结束本章结束! !