计算机控制技术与系统 课件 03 总线与网络通信技术.pptx
第3章总线与网络通信技术
;3.1计算机总线;3.1计算机总线;3.1.1总线的基本概念;3.1.1总线的基本概念;3.1.1总线的基本概念----总线的分类;3.1.1总线的基本概念----总线的分类;按总线在系统结构中的层次位置：
片内总线(On-ChipBUS)
集成电路内部，用来连接各功能单元的信息通路
如CPU芯片内部连接ALU、寄存器、控制器等部件的信息通路
内部总线（InternalBus)
用于计算机内部模块（板）之间通信
如主板上连接CPU、存储器、I/O接口等各种芯片的信息通路
包括STD、ISA、MCA、PCI、PCI-Express等
外部总线（ExternalBus)
用于计算机之间或计算机与外部设备之间通信
包括IEEE488、RS232、RS485、USB等;图3.2计算机总线层次结构图;按总线数据传输方式：
并行总线(ParallelBUS)
每个信号都有自己的信号线
传输速度快、接口简单
使用电缆线数多
串行总线（SerialBus)
多个信号复用少量信号线
电缆线数少，便于远距离传播
信号传输慢，接口复杂;按总线数据传输方向：
单向总线
数据信息只能从总线的一端向另一端发送
双向总线
总线两端均能发送数据
;总线频率：
即总线工作时钟频率，通常单位为MHz
是影响总线传输速率的重要因素之一
总线宽度：
总线可同时传输的数据位数，单位为bit（位）
总线宽度越大，在同一时刻就能够传输更多数据
总线带宽：
即总线传输率，表示在总线上每秒传输字节多少，单位是MB/S
总线带宽(MB/s)=1/8×总线宽度×总线频率;3.1.1总线的基本概念----总线的性能指标;同步方式：
分为同步方式和异步方式
同步方式下，总线上主模块与从模块进行一次数据传输的时间是固定的，严格按照系统时钟来进行模块间的传输操作
异步方式通过握手实现
总线复用：
通常数据总线和地址总线是物理上分开的
为提高利用率，可以将总线分时复用
总线控制方式：
传输方式、仲裁方式、中断分配、设备自动配置等
;3.1.1总线的基本概念----总线标准与模版化结构;总线的模板化结构：
按功能划分计算机的各个部件，并按总线标准设计成由总线连接的模板结构：CPU主板、RAM/ROM存储板、A/D、D/A、DI、DO等
总线模板化结构的优点：
???加计算机系统的通用性、灵活性、开放性、扩展性和可靠性
为系统的维修提供了方便;3.1.1总线的基本概念----总线仲裁与总线传输;总线传输：
总线在完成一次传输周期时，一般可分为四个阶段;内部总线是计算机内部各功能模板之间进行通信的通道，是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽。
目前存在有多种总线标准，国际上已正式公布的总线标准有：STD总线、ISA总线、MCA总线、EISA总线、PC/104总线、PCI总线、PCIExpress总线等。;1978年美国PRO-LOG公司推出的一种工业标准微型计算机总线，STD是STANDARD缩写
1987年，被定名为IEEE961
STD总线起初设计为可用于64K存储空间的8位总线，后发展成可用于寻址16M空间的16位总线
56根并行总线，采用小模板结构,尺寸为165×114mm
模板尺寸小,可减少冲击和震动的影响
兼容式总线结构，拥有丰富的I/O功能，广泛适用于工业控制
;从1982年以后，逐步确立的IBM公司工业标准体系结构，简称ISA（IndustryStandardArchitecture）总线，有时也称为PC／AT总线
是8位、16位数据传输总线的工业标准
最高传输速率8Mbps
寻址空间为16MB
将CPU看作唯一的主模块，其余外设均为从模块，包括可以暂时掌握总线的DMA和协处理器
;强大的CPU处理能力与低性能系统总线形成瓶颈
1987年，IBM在推出386时提出
数据、地址总线宽度32位，支持4GB的寻址能力
数据传输速率33Mbps
配有总线仲裁机构，可支持16个总线主控制器
在电气及物理上与ISA不兼容，不支持ISA外设
IBM没有公布标准，没有形成公认的标准;1989年，康柏公司等9家公司联合推出
32位数据总线，支持32位地址通路
数据传输速率为33Mbit/s
总线主控技术，扩展卡上具有总线主控处理器
与ISA兼容，支持多个主模块
可以自动根据需要进行32、16、8位数据间的转换
支持多总线主控模块
扩展卡的安装十分容易，可根据配置文件自动配置系统和扩展板;EISA并没有重复ISA的辉煌，它的成本过高，且速度潜力有限。
另外在还没有来得及成为正式工业标准的时候，更先进的PCI总线就开