第4章总线技术与总线标准第4章总线技术与总线标准4.1总线技术（掌握）ü总线技术概述ü总线仲裁ü总线操作与时序4.2总线标准（理解）ü片内AMBA总线üPCI系统总线ü异步串行通信总线4.1总线技术l总线是计算机系统中的信息传输通道，由系统中各个部件所共享。总线的特点在于公用性，总线由多条通信线路（线缆）组成l计算机系统通常包含不同种类的总线，在不同层次上为计算机组件之间提供通信通路l采用总线的原因:Ø非总线结构的N个设备的互联线组数为N*(N-1)/2Ø非总线结构的M发N收设备间的互联线组数为M*Nl采用总线的优势Ø减少部件间连线的数量Ø扩展性好，便于构建系统Ø便于产品更新换代总线要素l线路介质u种类：有线（电缆、光缆）、无线（电磁波）u特性Ø原始数据传输率Ø带宽Ø对噪声的敏感性：内部或外部干扰Ø对失真的敏感性：信号和传输介质之间的互相作用引起Ø对衰减的敏感性：信号通过传输介质时的功率损耗l总线协议总线要素总线信号：有效电平、传输方向/速率/格式等总线时序：规定通信双方的联络方式电气性能总线仲裁：规定解决总线冲突的方式其它：如差错控制等机械性能如接口尺寸、形状等总线协议组件总线分类片内总线非通用总线按所处位置芯片总线（片间总线、元件级总线）（与具体芯(数据传送范围)系统内总线（插板级总线）片有关）系统外总线（通信总线）通用标准总线地址总线按总线功能数据总线控制总线同步并行总线半同步异步按时序关系按数据格式(握手方式)同步串行总线异步计算机系统的四层总线结构①片内总线计算机系统单总线形式扩展其他主板存储接口板计算机②片(间)总线CPU芯片系统运算器三总线形式控③④③系统总线、①②制(系统)内总线器如ISA、PCI寄存器I/O扩展其他芯片接口板仪器系统④外部总线、(系统)外总线如并口、串口总线的组织形式l组织形式：单总线、双总线，多级总线l单总线Ø特征：存储器和I/O分时使用同一总线Ø优点：结构简单，成本低廉，易于扩充Ø缺点：带宽有限，传输率不高（可能造成物理长度过长）总线的组织形式双总线l特征：存储总线+I/O总线l优点：提高了总线带宽和数据传输速率，克服单总线共享的限制，以及存储/IO访问速度不一致而对总线的要求也不同的矛盾l缺点：CPU繁忙双总线多级总线l特征：高速外设和低速外设分开使用不同的总线l优点：高效，进一步提高系统的传输带宽和数据传输速率l缺点：复杂多级总线微机的典型多级总线结构存储总线高速IO总线低速IO总线微机系统中的内总线（插板级总线）微机系统中的外总线（通信总线）总线分类片内总线非通用总线按所处位置芯片总线（片间总线、元件级总线）（与具体芯(数据传送范围)系统内总线（插板级总线）片有关）系统外总线（通信总线）通用标准总线地址总线按总线功能数据总线控制总线同步并行总线半同步按时序关系按数据格式异步(握手方式)同步串行总线异步三总线ABMPUCBDB冯•诺依曼体系结构RAMROMI/O接口外设哈佛体系结构程序程序程序地址程序读总线程序/数据写DSP数据读总线数据写地址数据读地址数据数据I/O接口外设典型的控制信号l总线的控制信号}存储器写信号}存储器读信号}I/O写信号}I/O读信号}总线请求信号}总线授予信号}中断请求信号}中断应答信号}时钟信号}复位信号总线隔离与驱动l不操作时把功能部件与总线隔离}同一时刻只能有一个部件发送数据到总线上l提供驱动能力}数据发送方必须提供足够的电流以驱动多个部件l提供锁存能力}具有信息缓存和信息分离能力总线电路中常用器件A0l三态总线驱动器B0}驱动、隔离}单向、双向8286AB11AB22AB33AB44AB55AB66AB77OET锁存器信息缓存（有时也具有驱动能力）信息分离（地址与数据分离）DI120V0CCDI219DO10STBDI318DO21DI417DODI032DI516DODI1482823DI615DOOE54DI714DODO065DI813DODO176OE912DO7高阻直通保持GND1011STB微机系统的三总线结构VCCMN/MXVCCCLKIO/MRESREADYRESETINTARDYRDWRGNDDT/RDENALEST