总线一般包括:地址线、数据线、控制线、电源线等几种信号
总线标准
——硬件:总线的信号线定义、时钟频率、系统结构、仲裁及配置、电气规范、机械规范等
——软件:总线协议、驱动程序、管理程序等
总线标准的特征:
A. 物理特性:包括总线的根数、总线的插头和插座的形状、尺寸以及引脚是如何排列的等;
B. 功能特性:数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线
C. 电器特性:定义每一根线上信号的传递方向以及有效电平范围、负载电流大小等
D. 时间特性:设计总线操作的时序
总线分类
—1.片内总线:即CPU总线,位于微处理器内部的总线,是ALU及各种寄存器等功能单元之间的通路
—2.元件级总线:即片间总线,实现电路板内各元器件相互连接的信号线
一般指CPU引脚没有经过组合、驱动隔离,而被直接应用的信号线。
—3.通信总线:即外部总线,是微机系统之间或微机系统与通信设备之间通信的信号线。如RS-232-C、RS-485总线,IEEEE488、VXI总线、USB总线。又称接口标准
—4.系统总线:即板级总线或标准总线,主要用于微机系统内部各插件之间进行连接和传输信息。一般在主板上做成扩展插槽形式。如ISA总线
—5.局部总线:介于CPU总线和系统总线之间的一级总线。
又分为专用局部总线、VL总线(486机中采用)、PCI总线三种。
总线操作阶段
——总线请求和仲裁(bus request and arbitration)阶段
——寻址(addressing)阶段
——数据传送(data transferring)阶段
——结束(ending)阶段
总线上的主设备和从设备通常采用四种方式来实现对总线传送的控制:
同步;异步(依靠请求和应答);半同步(依靠busy线要求发送者插入响应wait);分离式
接口标准是指外设接口的规范和定义,它涉及接口的信号线定义、传输速率、传输方向、拓扑结构、电气和机械特性等方面。
接口标准的分类
——图形显示接口标准
如高速显示的新型接口标准AGP
——传统串口并行接口标准
如RS-232-C、RS-485、I2C、IEEE1284
——外存设备接口标准
支持硬盘、光盘、CD-ROM和磁带等存储介质的接口标准,如IDE和SCSI标准
——通用外设接口标准
如USB、IEEE1394
——测试仪器接口标准
如IEEE-488和VXI接口标准
总线
1. 数据总线:一般双向三态,用于数据传输,数据总线的宽度(位数)反映总线传输数据的速率
通过数据总线传输的数据类型:
数值数据;指令;设备码;控制字;状态字
2. 地址总线:一般单项三态,用于传输地址,地址线的位数决定了微机系统的寻址范围
地址总线通常传输如下信息:
CPU要执行的下一条指令地址;
进行运算所需的操作数地址;
外部设备的地址。
3. 控制总线:有单向和双向,有三态和非三态。用来控制或状态信号。控制总线代表了总线的控制能力
控制总线通常包括如下信号线:
读、写线;
中断请求和中断响应线;
同步(选通或时钟)信号线;
保持、等待就绪(准备好)线。
4. 电源和地线:决定总线使用的电源种类,地线分布及用法
5. 备用下:留作功能扩充和用户的特殊要求使用
总线性能
——总线宽度:指一次可以同时传输数据的位数,单位为位(bit)
——总线频率:指总线每秒钟内能传输数据的次数,单位为MHZ
——传输速率:指总线每秒钟内能传输的最多字节数,单位MB/s
传输速率=总线宽度/8*总线频率
采用I/O接口的必要性
——速度不匹配
——信号电平不匹配 TTL和非TTL
——信号格式不匹配8、16、32位;模、数;串、并;电流、电压
——时序不匹配