第六章 微型计算机系统总线
概述
系统总线是微机系统的组成成 分，用于扩展除系统核心部分以外的功能部件。
PC 总线
ISA总线
EISA总线
MCA总线
VL-BUS总线
PCI总线第六章 微型计算机系统总线
概述
总线分类
片内总线在板局部总线系统总线通信总线第六章 微型计算机系统总线
概述
采用标准总线的优点
1）简化系统设计
2）简化系统结构，
提高系统可靠性
3）便于系统扩充和更新第六章 微型计算机系统总线
概述
总线数据传输
经历
4
个阶段
1）申请占用总线阶段：需要使用总线的主控模块，如 CPU或 DMAC。由总线仲裁机构判别。
2）寻址阶段：通过地址总线发出访问地址
3）传送阶段：主从模块间进行数据交换。
4）结束阶段：有关信息撤除，让出总线。
第六章 微型计算机系统总线
1,PC XT总线
为 8088CPU采用
8位扩展总线,62线插槽。
4类信号线：电源线
地址总线
数据总线
控制总线第六章 微型计算机系统总线
1,PC XT总线
A0---------A19
D0---------D7
CLK
OSC
RESET DRY
I/O CHRDY
# I/OCH CK
ALE
IRQ2------IRQ7
#IRO
#IOW
#MEMR
#MEMW
AEN
T/C
DRQ1-------DRQ3
#DACK0---DACK3
第六章 微型计算机系统总线
2,ISA总线（ PC/AT）
16位总线结构，在原 PC/XT基础上，增加 36线插槽。
增加了缓冲器。
总线时钟为 8MHz，最大传输率 20MB/s
工业标准体系结构 ISA
第六章 微型计算机系统总线
2,ISA总线（ PC/AT）
新增引脚功能
SBHE
#MEM CS16
#I/O CS16
#MASTER
OWS
#MEMW
#SMEMW
IRQ3---IRQ7
DRQ0---DRQ3
#DACK0--#DACK3
SA0---SA19
LA17---LA23
SD0-----SD15
第六章 微型计算机系统总线
2’,MCA总线
微通道结构总线，也叫 PS/2总线。
分为 16位和 32位两种。
16位处理能力与 ISA总线相同
32位是全新模式。与 ISA不兼容。
具有 MCA功能，又与 ISA兼容 EISA
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
1）特点
32位总线，包含 16位的 ISA总线
16位的 ISA总线又包含了 8位的 ISA总线
开放式体系结构
其扩展板可安装 LAN/SCSI/图形控制器
33MB/s
可做网络服务器第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
2）芯片系列
82357 ISP------集成系统外围芯片
82358 EBC------EISA总线控制器
82352 EBB------EISA总线缓冲器第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
3） I/O外围电路
DMA控制器
中断控制器
NMI产生电路
定时器电路第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
4） DMA数据传送宽度
8位的 I/O
16位的 I/O
32位的 I/O
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
5）中断源
系统板上存储器奇偶错产生 NMI
来自扩展板的 IOCHK*产生的 NMI
故障保险定时器输出 NMI
总线定时输出 NMI
由软件产生的 NMI向特定的口地址写任意数据时产生的 NMI
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
6）仲裁控制单元 CAC
7） ID寄存器
8）主板上有主 CPU，主存，系统板 I/O外围
电路等。
9）扩展板上有 ISA,EISA总线主控器。
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
10）信号类型
地址 /数据总线信号
数据传送控制信号
总线仲裁信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线
CPU 存储器局部总线控制器局部总线 VL或 PCI
高速外设 n 网络卡
ISA或 EISA总线打印机 低速外设 1 低速外设 n
图形卡 磁盘控制卡 标准总线桥路第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----VESA（ VL---Bus）
32位扩展总线结构
可达 33MHz
与 80486同步执行
开放性差
设计特点：接口卡的兼容性
局部总线与 CPU相连第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
外设互连总线数据宽度 16位 -----64位与 CPU时钟频率无关支持多处理器和并发工作支持即插即用第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义系统信号
CLK：总线时钟输入信号
RST#：复位输入信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义地址和数据信号
AD[31,00],32位地址 /数据复用双向信号
C/BE[3,0]#：总线命令 /字节使能复用信号
PAR：奇偶校验信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义接口控制信号
FRAME#：帧同步信号
IRDY#：启动方准备好信号
TRDY#：目标方准备好信号
STOP#：停止数据传送信号
LOCK#：总线锁定信号
IDSEL：初始化设备选择信号
DEVSEL#：设备选择信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义总线仲裁信号
REQ#：总线请求信号
GNT：总线允许信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义错误报告信号
PERR#：数据奇偶校验错误报告信号
SERR#：系统错误报告信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义中断信号
INTA#
INTB#
INTC#
INTD#
第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义
Cache支持 信号
SBO#：输入输出信号
SDONE,I/O侦听完成信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义
64位总线扩展信号
AD[63,32]：扩展的 32位地址和数据多路复用线
C/BE[7,4]：总线命令和字节使能多路复用信号线
REQ64#,64位传输请求
ACK64,64位传输确认信号
PAR64：奇偶校验信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义边界扫描信号
TCK：边界扫描的测试时钟
TDI：测试输入信号
TDO：测试输出信号
TMS：测试模式选择
TRST#：测试复位第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
2） PCI总线命令,确定信息传输类型总线命令编码中断响应
I/O读，写存储器读，写配置寄存器读，写等第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
3） PCI总线数据传输,一个地址期 +多个数据期
启动方获得总线控制权，将 FRAME变有效电平，表示一次传输开始。
第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
4） PCI总线仲裁：完成总线切换。
PCI
仲裁器
GNT RE
Q
GNT GNTRE
Q
RE
Q
PCI设备第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
5） PCI总线应用即插即用，
支持自动配置，
支持 32位 /64位并行数据传输，
支持多总线结构和猝发传输方式，
与其他总线兼容，
是目前定义最完善，性能价格比最高的总线标准。
第六章 微型计算机系统总线
小结
1）计算机常用系统总线，各自特点
2） PCI总线特点
3） PCI如何进行总线仲裁
4） PCI总线信号的组成
5） PCI总线的数据传输
概述
系统总线是微机系统的组成成 分，用于扩展除系统核心部分以外的功能部件。
PC 总线
ISA总线
EISA总线
MCA总线
VL-BUS总线
PCI总线第六章 微型计算机系统总线
概述
总线分类
片内总线在板局部总线系统总线通信总线第六章 微型计算机系统总线
概述
采用标准总线的优点
1）简化系统设计
2）简化系统结构，
提高系统可靠性
3）便于系统扩充和更新第六章 微型计算机系统总线
概述
总线数据传输
经历
4
个阶段
1）申请占用总线阶段：需要使用总线的主控模块，如 CPU或 DMAC。由总线仲裁机构判别。
2）寻址阶段：通过地址总线发出访问地址
3）传送阶段：主从模块间进行数据交换。
4）结束阶段：有关信息撤除，让出总线。
第六章 微型计算机系统总线
1,PC XT总线
为 8088CPU采用
8位扩展总线,62线插槽。
4类信号线：电源线
地址总线
数据总线
控制总线第六章 微型计算机系统总线
1,PC XT总线
A0---------A19
D0---------D7
CLK
OSC
RESET DRY
I/O CHRDY
# I/OCH CK
ALE
IRQ2------IRQ7
#IRO
#IOW
#MEMR
#MEMW
AEN
T/C
DRQ1-------DRQ3
#DACK0---DACK3
第六章 微型计算机系统总线
2,ISA总线（ PC/AT）
16位总线结构，在原 PC/XT基础上，增加 36线插槽。
增加了缓冲器。
总线时钟为 8MHz，最大传输率 20MB/s
工业标准体系结构 ISA
第六章 微型计算机系统总线
2,ISA总线（ PC/AT）
新增引脚功能
SBHE
#MEM CS16
#I/O CS16
#MASTER
OWS
#MEMW
#SMEMW
IRQ3---IRQ7
DRQ0---DRQ3
#DACK0--#DACK3
SA0---SA19
LA17---LA23
SD0-----SD15
第六章 微型计算机系统总线
2’,MCA总线
微通道结构总线，也叫 PS/2总线。
分为 16位和 32位两种。
16位处理能力与 ISA总线相同
32位是全新模式。与 ISA不兼容。
具有 MCA功能，又与 ISA兼容 EISA
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
1）特点
32位总线，包含 16位的 ISA总线
16位的 ISA总线又包含了 8位的 ISA总线
开放式体系结构
其扩展板可安装 LAN/SCSI/图形控制器
33MB/s
可做网络服务器第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
2）芯片系列
82357 ISP------集成系统外围芯片
82358 EBC------EISA总线控制器
82352 EBB------EISA总线缓冲器第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
3） I/O外围电路
DMA控制器
中断控制器
NMI产生电路
定时器电路第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
4） DMA数据传送宽度
8位的 I/O
16位的 I/O
32位的 I/O
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
5）中断源
系统板上存储器奇偶错产生 NMI
来自扩展板的 IOCHK*产生的 NMI
故障保险定时器输出 NMI
总线定时输出 NMI
由软件产生的 NMI向特定的口地址写任意数据时产生的 NMI
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
6）仲裁控制单元 CAC
7） ID寄存器
8）主板上有主 CPU，主存，系统板 I/O外围
电路等。
9）扩展板上有 ISA,EISA总线主控器。
第六章 微型计算机系统总线
3,EISA总线
10）信号类型
地址 /数据总线信号
数据传送控制信号
总线仲裁信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线
CPU 存储器局部总线控制器局部总线 VL或 PCI
高速外设 n 网络卡
ISA或 EISA总线打印机 低速外设 1 低速外设 n
图形卡 磁盘控制卡 标准总线桥路第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----VESA（ VL---Bus）
32位扩展总线结构
可达 33MHz
与 80486同步执行
开放性差
设计特点：接口卡的兼容性
局部总线与 CPU相连第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
外设互连总线数据宽度 16位 -----64位与 CPU时钟频率无关支持多处理器和并发工作支持即插即用第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义系统信号
CLK：总线时钟输入信号
RST#：复位输入信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义地址和数据信号
AD[31,00],32位地址 /数据复用双向信号
C/BE[3,0]#：总线命令 /字节使能复用信号
PAR：奇偶校验信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义接口控制信号
FRAME#：帧同步信号
IRDY#：启动方准备好信号
TRDY#：目标方准备好信号
STOP#：停止数据传送信号
LOCK#：总线锁定信号
IDSEL：初始化设备选择信号
DEVSEL#：设备选择信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义总线仲裁信号
REQ#：总线请求信号
GNT：总线允许信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义错误报告信号
PERR#：数据奇偶校验错误报告信号
SERR#：系统错误报告信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义中断信号
INTA#
INTB#
INTC#
INTD#
第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义
Cache支持 信号
SBO#：输入输出信号
SDONE,I/O侦听完成信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义
64位总线扩展信号
AD[63,32]：扩展的 32位地址和数据多路复用线
C/BE[7,4]：总线命令和字节使能多路复用信号线
REQ64#,64位传输请求
ACK64,64位传输确认信号
PAR64：奇偶校验信号第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
1） PCI总线信号定义边界扫描信号
TCK：边界扫描的测试时钟
TDI：测试输入信号
TDO：测试输出信号
TMS：测试模式选择
TRST#：测试复位第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
2） PCI总线命令,确定信息传输类型总线命令编码中断响应
I/O读，写存储器读，写配置寄存器读，写等第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
3） PCI总线数据传输,一个地址期 +多个数据期
启动方获得总线控制权，将 FRAME变有效电平，表示一次传输开始。
第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
4） PCI总线仲裁：完成总线切换。
PCI
仲裁器
GNT RE
Q
GNT GNTRE
Q
RE
Q
PCI设备第六章 微型计算机系统总线
4、局部总线 -----PCI
5） PCI总线应用即插即用，
支持自动配置，
支持 32位 /64位并行数据传输，
支持多总线结构和猝发传输方式，
与其他总线兼容，
是目前定义最完善，性能价格比最高的总线标准。
第六章 微型计算机系统总线
小结
1）计算机常用系统总线，各自特点
2） PCI总线特点
3） PCI如何进行总线仲裁
4） PCI总线信号的组成
5） PCI总线的数据传输
