《微机原理与接口技术》主讲易凡wdyifan@163.com武汉大学物理学院电子科学与技术系第十三章微机总线与接口标准第十三章微机总线与接口标准13.1微机总线和接口概述13.1.2总线的分类(2)按数据传输方式分类13.1.2总线的分类13.1.2总线的分类例：CPU总线例：系统总线例：系统结构中的总线例：总线实体13.1.3总线标准13.1.4总线的性能指标13.1.4总线的性能指标（续）13.1.5总线操作和总线传送控制过程总线操作的4个阶段（续）总线传送控制总线传送控制MPU同步时钟频率和数据总线宽度确定数据传输速度数据传输与时钟同步要求各个设备的速度相当通过联络应答信号实现握手适应能力强，速度取决于较慢的设备在同步的基础上，插入等待周期能兼容总线上各种不同响应速度的设备使同步总线达到与异步总线相同的功能并行总线的仲裁(1)“菊花链”总线仲裁方式三线菊花链仲裁原理（2）并行总线仲裁方式（3）串并行二维总线仲裁方式13.3串行总线串行总线标准由Philips公司推出的用于IC之间的一种二线制全双向同步串行扩展总线串行数据线SDA、串行时钟线SCLUSB（UniversalSerialBus）是外设与计算机连接的接口总线简化外设的连接过程，具备即插即用、热插拔、接口体积小、节省系统资源、传输可靠、良好的兼容性、共享式通信、低成本其前身是1996年由苹果公司起草的，称之为火线（FireWire）并注册为其商标速度高：400Mbps800Mbps1.6Gbps……IEEE1394接口有6针和4针两种类型可提供8～40V最大1.5A电流供物理层使用作为一个工业标准的高速串行总线，已广泛用于数字摄像机、机顶盒、计算机及其外设等13.4ISA总线PC总线或XT总线ISA总线的特点ISA总线的特点（续）39ISA信号说明ISA信号说明（续）总线电源ISA总线机械尺寸ISA总线的典型操作时序8位IO读/写周期时序16位存储器读/写周期时序16位IO读/写周期时序DMA启动存储器读I/O写周期时序DMA启动I/O读存储器写周期时序中断响应周期时序13.6PCI总线13.6.1PCI总线特点13.6.1PCI总线特点工作站的PCI系统结构图13.6.2PCI插槽和PCI扩展卡32位PCI总线连接器32位PCI总线连接器引脚序号PCI插槽2.PCI插卡13.6.3PCI总线接口信号系统接口信号地址与数据接口信号STOP#S/T/S：从设备发出的要求主设备终止当前的数据传送的信号。LOCK#S/T/S：锁定信号IDSELIN：初始化设备选择信号，访问配置空间的时候作为片选DEVSEL#S/T/S：设备选择信号，由常规访问期间被选中的从设备驱动FRAME#S/T/S：帧周期信号FRAME#信号无效→有效，表示一帧传输开始；FRAME#有效的第1个时钟为地址期，其后为若干数据期；FRAME#信号有效→无效，表示传输进入最后一个数据期。IRDY#S/T/S：主设备准备好信号TRDY#S/T/S：从设备准备好信号REQ#T/S：总线占用请求信号GNT#T/S：总线占用允许信号AD[63:32]T/S：扩展的32位地址和数据多路复用线C/BE[7:4]#T/S：总线命令和字节使能多路复用扩展信号线REQ64#S/T/S，64位传输请求信号ACK64#S/T/S：64位传输允许信号PAR64T/S：奇偶双字节校验主、从设备连接PCI信号线示意图C/BE[3:0]#13.6.5.PCI总线协议I/O地址空间内存地址空间配置地址空间思考：软件层次如何访问三种地址空间字节对齐PCI总线的传输控制PCI总线的驱动与过渡设备选择总线上的读操作传输过程总线上的写操作传输过程由主设备提出的终止原因：传输结束，或超时(DEVSEL#无效)处理：传输结束—建立IRDY#，撤消FRAME#，直到TRDY#有效后传输完最后一个数据后，撤消IRDY#；超时—建立IRDY#，撤消FRAME#，撤消IRDY#。当STOP#有效时，FRAME#应在其后2~3个TC内撤消(撤消时应使IRDY#有效)；从设备应无条件地保持STOP#有效直到FRAME#撤消为止(STOP#紧跟着撤消)。在任何时钟的上升沿，若STOP#和TRDY#同时有效，就表示是传输的最后周期，IRDY#要在下一个时钟的上升沿之前撤消，表示传输的结束。对于被目标设备终止的传输，主设备若要继续完成它，就必须用下一个未传输的数据的地址来重试访问。13.6.6PCI总线仲裁机制CLK13.6.7PCI总线配置2、PCI设备及其配置空间配置空间：大小—256B，前64B(称头区域)格式统一；寻址精度—双字(32位)，A1A0可作他用。3、PCI设备的配置空间选择方法