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总线是什么,i/o总线是什么(微机原理——11.总线)

03-10 互联网 未知 投稿

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最佳答案总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,是由导线组成的传输线束,按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。

总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,是由导线组成的传输线束,按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。

总线是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中,各个部件之间传送信息的公共通路叫总线,微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。

微机原理——11.总线

总线

采用一组公共的信号线作为微型计算机各部件之间的通信线

1.总线概述

总线是微型计算机系统中多个部件之间共用的一组连线,是系统中各个部件信息交换的公共通道,由它构成芯片、插件或系统之间的标准信息通路。

微型计算机采用总线技术的目的是为了简化硬件、软件系统设计

微型计算机总线一般有内部总线、系统总线和外部总线

计算机通信方式可分为并行通信和串行通信,相应的通信总线被称为并行总线和串行总线

总线的结构

1.单总线

单总线结构是将CPU、主存、I/O设备都挂在一组总线上,允许I/O之间、I/O与主存之间直接交换信息

类似DMA传输模式,I/O传输时不影响CPU工作

当I/O设备量很大时,总线发出的控制信号从一端逐个顺序传递到第n个设备,其传播的延迟时间会严重地影响系统的工作效率。

2.双总线

将速度较低的I/O设备从单总线上分离出来,形成存储总线与I/O总线分开的结构

存储总线用来连接CPU和主存,输入/输出总线用来建立CPU和各I/O设备之间交换信息的通道

3.多总线结构

采用DMA控制器的话可形成三总线结构

主存总线用于CPU与主存之间的信息传输;I/O总线供CPU与各类I/O设备之间的信息传递;DMA总线用于高速外设(如磁盘等)与主存之间直接交换信息

总线的分类

总线是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道

1.按相对于CPU芯片的位置分类

  • 内总线:主要用于芯片级的互联
  • 外总线:通信总线,实现程序存取命令以及内存/外设的数据交换

2.按总线功能分类

  • 数据总线:用来传输各功能部件之间的数据信息
  • 地址总线:用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址
  • 控制总线:发出各种控制信号或接收外部设备状态信号的传输线

3.按总线的层次结构分类

  • CPU总线CPU总线也称芯片总线
  • 存储器总线
  • 系统总线
  • 局部总线
  • 外部设备总线

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总线性能及标准

标准总线具有简化系统设计、简化系统结构、易于系统扩展、便于系统更新以及便于系统调试和维修等特点

1.总线的特性

  1. 机械特性
  2. 电气特性
  3. 功能特性
  4. 时间特性

2.总线标准

可视为计算机系统与各模块之间、模块与模块之间一个互连的标准界面

标准总线不仅在电气上规定了各种信号的标准电平、负载能力和定时关系,也在结构上规定了插件的尺寸规格和引脚定义,各模块可实现标准连接

3.总线的性能指标

  1. 总线宽度:指可同时传送的二进制数据的位数
  2. 数据传输率:又称总线带宽,是指在单位时间内总线上可传送的数据总量,用每秒最大传送数据量来衡量
  3. 总线频率:总线通常都有一个基本时钟,总线上其他信号都以这个时钟为基准
  4. 时钟同步|异步:总线上的数据与时钟是否同步工作
  5. 总线复用:一条总线在不同时刻作用于不同场合
  6. 总线控制方式:并发工作、自动配置、仲裁方式、逻辑方式和计数方式等

总线传输和控制

传输的4个阶段

  1. 总线请求和仲裁阶段
  2. 寻址阶段
  3. 数据传送阶段
  4. 结束阶段

总线传输控制方式

  1. 同步传输方式:严格遵守时间序列,同时并行地传递二进制编码
  2. 异步传输方式:发送字符之间的时间间隔可以是任意的

PC总线

IBM-PC及XT使用的总线就称为PC总线

IS A总线

ISA总线的主要特点和性能指标

ISA扩展I/O插槽由62个引脚组成,这种扩展I/O插槽既可支持8位的插卡,也可支持16位插卡

ISA总线信号

  • PCA0~PCA19(I/O):系统地址总线0~19位,用于寻址系统内的存储器和I/O设备
  • LA17~LA23(I/O):系统地址总线17~23位,用于寻址系统内的存储器和I/O设备,并给系统提供多达16 MB的寻址能力
  • PCD0~PCD15(I/O):系统数据总线0~15位,这些信号给系统内的微处理器、存储器的I/O设备提供数据
  • memr及smemw:存储器读命令。命令存储器将数据送到系统数据总线上

信号定义

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P CI总线

PCI (peripheralcomponentinterconnect)总线称为外部设备互连总线,它能与其他总线互连

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特点:

  1. 高性能
  2. 低成本
  3. 使用方便
  4. 寿命长
  5. 可靠性高
  6. 灵活
  7. 数据完整
  8. 软件兼容

PCI总线信号定义

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I2C总线

I2C (interintegratedcircuit)总线是由Philips公司推出的一种芯片间的串行通信总线,广泛应用于单片机系统中

  1. 可最大限度地简化结构
  2. 可实现电路系统的模块化、标准化设计
  3. 标准I2C总线模块的组合开发方式大大缩短了新品种的开发周期
  4. I2C总线各结点具有独立的电气特性,各结点单元电路能在相互不受影响及系统供电的情况下接入或撤除
  5. I2C总线系统的构成具有极大的灵活性
  6. I2C总线系统可方便地对某一结点电路进行故障诊断与跟踪,有极好的可维护性

总线特性

  1. 二线传输:一条是用来传输控制信息的双向串行数据总线(SDA),另一条是用来传输时钟信息的时钟总线(SCL)
  2. 系统中有多个主器件时,这些器件都可作为总线的主控制器
  3. I2C总线传输时采用状态码的管理方法
  4. 系统中所有外部器件及模块都采用器件地址和引脚地址的编址方法
  5. 所有带I2C接口的外围器件都具有应答功能
  6. I2C总线电气接口为开漏晶体管组成

I2C总线原理

1.数据传输方式

总线上的器件之间通过串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)相连接并传送信息

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2.I2C总线的寻址约定

规定了起始信号后的第1个字节为寻址字节,用来寻址被控器件,并规定数据的传送方向。

在I2C总线系统中,当主器件(单片机)作为被控器时,其7位从地址在I2C总线地址寄存器中约定为纯软件地址

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