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第7章输入/输出系统CPU系统总线总线插槽ABABDBDBCBCBCPU总线7.132位微处理器的外部引脚(教材P.27)1.数据线及控制信号数据线:D63~D0共64位奇偶校验信号:DP7~DP0,每个字节产生1个校验位读校验错:PCHK2.地址线及控制信号3.系统控制信号系统时钟M/IO:=1,表明该总线周期,CPU与存储器交换信息=0,表明该总线周期,CPU与I/O接口交换信息W/R:=1,表明该总线周期,CPU进行写操作=0,表明该总线周期,CPU进行读操作D/C:=1,表明该总线周期,传输的是数据=0,表明该总线周期,传输的是指令代码这三个信号的组合,决定当前总线周期所完成的操作T1总线周期定义的操作5.总线控制信号(ADS,RDY)与32位微处理器典型时序(教材P.36)ADS:地址选通信号(输出)该信号由1→0,表明地址线和总线定义信号(M/IO,W/R,D/C)均为有效可用。RDY:准备就绪信号(输入)该信号由外电路产生→X86RDY=0,表明外部电路(存储器、I/O接口)已经做好数据W/R的准备,能在规定时间内完成数据的读写。RDY=1,表明存储器或I/O不能在规定时间内完成数据的读/写,请CPU延长总线周期。Pentium处理器的外部引脚CLK6.总线仲裁信号(1)HOLD:总线保持请求(输入)(2)HLDA:总线保持响应(输出)7.2总线与总线标准1.总线分类按所传输信号的性质分为:地址总线、数据总线、控制总线计算机系统按系统层次分有许多模块,这些模块位于系统的不同层次上,整个系统按模块化构建。按总线连接的对象和所处系统的层次来分:芯片级总线、系统总线、局部总线和外部总线芯片级总线:用于模块内芯片级的互连,是该芯片与外围支撑芯片的连接总线。如连接CPU及其周边的协处理器、总线控制器、总线收发器等的总线称为CPU总线,连接存储器及其支撑芯片的总线成为存储器总线。系统总线:连接计算机内部各个模块的一条主干线,是连接芯片级总线、局部总线和外部总线的纽带。系统总线又称底版总线、主板总线、扩展总线,它把微机系统各插件板与主板连在一起。系统总线符合某一总线标准,具有通用性,是计算机系统模块化的基础。由于经过缓冲器驱动,负载能力较强局部总线:系统总线连接局部总线、外部总线和外部设备与所连接的CPU和外部设备相比,系统总线发展滞后、速度缓慢、带宽较窄,成为数据传输瓶颈。为了打破这一瓶颈,将一些高速外设从系统总线上卸下,通过控制和驱动电路直接挂到CPU局部总线上,使高速外设能按CPU速度运行。这种直接连接CPU和高速外围设备的传输通道就是局部总线。局部总线一端与CPU连接,另一端与高速外设和系统总线连接,好象在系统总线和CPU总线之间又插入一级外部总线:又称设备总线,是连接计算机与外部设备的总线。外部总线经总线控制器挂接到系统总线上。总线插槽是主板和I/O接口之间的连接器,为了连接众多类型的接口电路,主板一般都配有几种类型的总线。2.ISA(AT)总线(P.171)ISA总线是16位总线,始于286机型。之后在386~奔腾机上都有ISA总线。(实际上由8位发展到16位,甚至32位(EISA,后来消失替代于VESA、PCI),当今的主板上都留有插槽)ISA总线由62芯+36芯两个插槽组成主要特性:数据传输率最高为8MB/S24根地址线,可寻址16MB存储空间64KB个可寻址的I/O端口(16根地址线)一次可进行16位或8位数据存取15级中断控制7个DMA通道可产生I/O等待状态支持多个主控器(XT总线中只有CPU是唯一的主控设备,而ISA总线可使CPU释放总线由其它主控、器(如DMAC、DRAM刷新控制器等)占用总线)GND(1).数据线:SD15~SD8,SD7~SD0IOW:I/O写命令。IOW=0,把数据线上信息→选中的端口寄存器。应用:用IOW=0对端口进行写操作。使用ISA总线接口的以太网卡PCI总线为高速的I/O子系统(图形显示适配器、网络接口控制器、磁盘控制器等)提供了更好的性能。即插即用特性PCI是由Intel公司1991年推出的一种局部总线。从结构上看,PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲,使之能支持10种外设,并能在高时钟频率下保持高性能,它为显卡,声卡,网卡,MODEM等设备提供了连接接口,它的工作频率为33MHz/66MHz。32位数据宽度运行,最大传输速度133MB/S;64位数据宽度运行,最大传输速度528MB/S主板上的PCI插槽(2)AGP(AccelerateGraph