【正文】 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 56 2． Ultra DMA33和 Ultra DMA66接口 在 ATA－ 2標(biāo)準(zhǔn)推出之后 ， SFFC又推出了 ATA－ 3標(biāo)準(zhǔn) 。ATA－ 3標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)是提高了 ATA－ 2的安全性和可靠性 。ATA－ 3本身并沒有定義更高的傳輸模式 。 此外 ， ATA標(biāo)準(zhǔn)本身只支持硬盤 ， 為此 SFFC將推出 ATA－ 4標(biāo)準(zhǔn) ， 該標(biāo)準(zhǔn)將集成 ATA－ 3和 ATAPI， 并且支持更高的傳輸模式 。 在 ATA－ 4標(biāo)準(zhǔn)沒有正式推出之前 ， 作為一個(gè)過渡性的標(biāo)準(zhǔn) ， Quantum和Intel推出了 Ultra ATA(Ultra DMA)標(biāo)準(zhǔn) 。 Ultra ATA的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是 Ultra DMA33(簡稱 UDMA33)，也有人把它稱為 ATA－ 3。 符合該標(biāo)準(zhǔn)的主板和硬盤早在1997年便已經(jīng)投放市場 ， 目前幾乎所有的主板及硬盤都支持該標(biāo)準(zhǔn) 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 57 Ultra ATA的第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是 Ultra DMA66（或者Ultra ATA－ 66）是由 Quantum和 Intel在 1998年 2月份提出的最新標(biāo)準(zhǔn)。 Ultra DMA66進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸率，突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率在理論上可達(dá) 。并且采用了新型的 CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，改?80針的排線 (保留了與現(xiàn)有的微機(jī)兼容的 40針排線，增加了 40條地線 )，以保證在高速數(shù)據(jù)傳輸中降低相鄰信號(hào)線間的干擾。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 58 3． IEEE 1394接口 IEEE 1394是一種串行接口標(biāo)準(zhǔn) ， 這種接口標(biāo)準(zhǔn)允許把微機(jī) 、 微機(jī)外部設(shè)備 、 各種家電非常簡單地連接在一起 。從 IEEE 1394可以連接多種不同外設(shè)的功能特點(diǎn)來看 ， 也可以稱為總線 ， 即一種連接外部設(shè)備的機(jī)外總線 。 IEEE 1394的原型是運(yùn)行在 Apple Mac微機(jī)上的 Fire Wire(火線 )，由 IEEE采用并且重新進(jìn)行了規(guī)范 。 它定義了數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)定及連接系統(tǒng) ， 可用較低的成本達(dá)到較高的性能 ， 以增強(qiáng)微機(jī)與外設(shè)如硬盤 、 打印機(jī) 、 掃描儀 ， 與消費(fèi)性電子產(chǎn)品如數(shù)碼相機(jī) 、 DVD播放機(jī) 、 視頻電話等的連接能力 。 由于要求相應(yīng)的外部設(shè)備也具有 IEEE 1394接口功能才能連接到 IEEE 1394總線上 ， 所以 ， 直到 1995年第 3季度 Sony推出的數(shù)碼攝像機(jī)加上了 IEEE 1394接口后 ， IEEE 1394才真正的得到了應(yīng)用 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 59 4． Device Bay Device Bay是由 Microsoft、 Intel和 Compaq公司共同開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn) ， 這一技術(shù)可讓所有設(shè)備協(xié)同運(yùn)作 ， 包括 CD－ROM、 DVD－ ROM、 磁帶 、 硬盤驅(qū)動(dòng)器以及各種符合IEEE 1394的設(shè)備 。 5． SCSI接口 SCSI的原文是 Small Computer System Interface， 即小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 。 SCSI也是系統(tǒng)級(jí)接口 ， 可與各種采用SCSI接口標(biāo)準(zhǔn)的外部設(shè)備相連 ， 如硬盤驅(qū)動(dòng)器 、 掃描儀 、光驅(qū) 、 打印機(jī)和磁帶驅(qū)動(dòng)器等 。 采用 SCSI標(biāo)準(zhǔn)的這些外設(shè)本身必須配有相應(yīng)的外設(shè)控制器 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 60 6． USB接口 USB(Universal Serial Bus)接口的提出是基于采用通用連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)的簡單快速連接，達(dá)到方便用戶、降低成本、擴(kuò)展微機(jī)連接外設(shè)的范圍的目的。目前微機(jī)中幾乎每個(gè)設(shè)備都有它自己的一套連接設(shè)備。外設(shè)接口的規(guī)格不一，有限的接口數(shù)量，已無法滿足眾多外設(shè)連接的迫切需要。解決這一問題的關(guān)鍵是，提供設(shè)備的共享接口來解決微機(jī)與周邊設(shè)備的通用連接。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 61 USB(Universal Serial Bus)通用串行總線是由 Compaq、 DEC、 IBM、Intel、 Microsoft、 NEC和 NT(北方電訊 )七大公司共同推出新一代的主機(jī)與外設(shè)的 I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。 USB提供機(jī)箱外的熱插拔即用連接，連接外設(shè)不必再打開機(jī)箱，也不必關(guān)閉主機(jī)電源。 USB采用 級(jí)聯(lián) 方式，即每個(gè) USB設(shè)備用一個(gè) USB插頭連接到一個(gè)外設(shè)的 USB插座上，而其本身又提供一個(gè)USB插座供下一個(gè) USB外設(shè)連接用。使用 USB時(shí)，新增加的外設(shè)可以直接與系統(tǒng)單元上的端口相連，或者與集線器相連。每個(gè)集線器提供 7個(gè) USB設(shè)備的插口，可以將其他的集線器插入與系統(tǒng)相連的集線器中，這樣微機(jī)就有了 13個(gè)插口，它允許最多插入 21個(gè)集線器，系統(tǒng)就有了可以連接 127個(gè)不同設(shè)備的插口。通過這種類似菊花鏈?zhǔn)降倪B接，一個(gè) USB控制器可連接多達(dá) 127臺(tái)外設(shè)，而每個(gè)外設(shè)間的距離可達(dá) 5m。 USB統(tǒng)一的 4針圓形插頭將取代機(jī)箱后的眾多的串／并口（鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、鍵盤）等插頭。USB能智能識(shí)別 USB鏈上外圍設(shè)備的插入或拆卸。除了能夠連接鍵盤、鼠標(biāo)等外， USB還可以連接 ISDN、電話系統(tǒng)、數(shù)字音響、打印機(jī)以及掃描儀等低速外設(shè)。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 62 （ 1） USB的特性 USB的主要特征如下： ① 即插即用和熱插拔功能 — USB設(shè)備不僅具有即插即用的功能 ， 并且可以在不重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的情況下安裝或卸載 ， 系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測外設(shè)的變化和外部設(shè)備對(duì)系統(tǒng)資源的需求 ， 并自動(dòng)為設(shè)備分配這些資源 。 對(duì)于用戶而言 ， 免去了設(shè)置跳線 、 DMA、 IRQ以及 I／ O等繁瑣手續(xù) 。 ② 多用途 — 在 USB規(guī)范中 ， 外設(shè)通過集線器呈樹狀接至一個(gè)端口上 ， 一臺(tái)微機(jī)可連接 127臺(tái)不同種類的設(shè)備 ， 對(duì)目前微機(jī)的需求來講 ， 如此多的外設(shè)已綽綽有余 。 由于它制定了統(tǒng)一的接口 ， 提高了設(shè)備之間的兼容性 ，從而大大提高了微機(jī)的靈活性 。 ③ 降低設(shè)備成本 — USB總線作為一種開放式標(biāo)準(zhǔn) ， 使廠商可以大規(guī)模生產(chǎn) ， 便于降低成本 。 設(shè)備接口的統(tǒng)一性 ， 也使得計(jì)算機(jī)外部設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠商不需要再設(shè)計(jì)額外的安裝界面 ， 從而降低了設(shè)備成本 ， 使用戶從總體上降低了擁有和使用計(jì)算機(jī)的成本 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 63 （ 2） USB的結(jié)構(gòu) USB規(guī)范中將 USB分為五個(gè)部分：控制器 、 控制器驅(qū)動(dòng)程序 、 USB芯片驅(qū)動(dòng)程序 、 USB設(shè)備以及針對(duì)不同 USB設(shè)備的客戶驅(qū)動(dòng)程序 。 ① 控制器 （ Host Controller)— 主要負(fù)責(zé)執(zhí)行由控制器驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出的命令 。 ② 控制器驅(qū)動(dòng)程序 (Host Controller Driver)— 在控制器與 USB設(shè)備之間建立通信信道 。 ③ USB芯片驅(qū)動(dòng)程序 (USB Driver)— 提供對(duì) USB的支持 。 ④ USB設(shè)備 (USB Device)— 包括與微機(jī)相連的 USB外圍設(shè)備 ， 分為兩類 ，一類設(shè)備本身可再接其他 USB外圍設(shè)備 ， 另一類設(shè)備本身不可再連接其他外圍設(shè)備 ， 前者稱為集線器 (Hub)， 后者稱為設(shè)備 (Function)。 或者說 ，集線器帶有連接其它外圍設(shè)備的 USB端口 ， 而設(shè)備則是連接在計(jì)算機(jī)上用來完成特定功能并符合 USB規(guī)范的設(shè)備單元 。 ⑤ 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (Client Driver Software)— 用來驅(qū)動(dòng) USB設(shè)備的程序 ， 通常由操作系統(tǒng)或 USB設(shè)備制造商提供 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 64 （ 3） USB的傳輸方式 針對(duì)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)資源需求的不同 ， 在 USB規(guī)范中規(guī)定了四種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式： ① 等時(shí)傳輸方式 (Isochronous)— 該方式用來聯(lián)接需要連續(xù)傳輸數(shù)據(jù) ，且對(duì)數(shù)據(jù)的正確性要求不高而對(duì)時(shí)間極為敏感的外部設(shè)備 ， 如話筒 、 嗽叭以及電話等 。 等時(shí)傳輸方式以固定的傳輸速率 ， 連續(xù)不斷地在主機(jī)與 USB設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù) ， 在傳送數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí) ， USB并不處理這些錯(cuò)誤 ， 而是繼續(xù)傳送新的數(shù)據(jù) 。 ② 中斷傳輸方式 (Interrupt)— 該方式傳送的數(shù)據(jù)量很小 ， 但這些數(shù)據(jù)需要及時(shí)處理 ， 以達(dá)到實(shí)時(shí)效果 ， 此方式主要用在鍵盤 、 鼠標(biāo)以及操縱桿等設(shè)備上 。 ③ 控制傳輸方式 (Control)— 該方式用來處理主機(jī)到 USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸 。包括設(shè)備控制指令 、 設(shè)備狀態(tài)查詢及確認(rèn)命令 。 當(dāng) USB設(shè)備收到這些數(shù)據(jù)和命令后 ， 將依據(jù)先進(jìn)先出的原則處理到達(dá)的數(shù)據(jù) 。 ④ 批傳輸方式 (Bulk)— 該方式用來傳輸要求正確無誤的數(shù)據(jù) 。 通常打印機(jī) 、 掃描儀和數(shù)字相機(jī)以這種方式與主機(jī)聯(lián)接 。 計(jì)算機(jī)組成原理 第六章 系統(tǒng)總線 65 （ 4） USB設(shè)備的使用 使用 USB時(shí) ， 新增加的外設(shè)可以直接與系統(tǒng)單元上的端口相連 ， 或者與集線器相連 。 每個(gè)集線器提供 7個(gè) USB設(shè)備的插口 ， 可以將其他的集線器插入與微機(jī)系統(tǒng)相連的集線器中 ， 這樣微機(jī)上就有了 13個(gè)插口 ， 由于最多允許插入 21個(gè)集線器 ， 系統(tǒng)就有了可連接 127個(gè)不同設(shè)備的插口 。