第2章微型計算機基礎(chǔ)-資料下載頁
2025-10-03 08:12本頁面
【導(dǎo)讀】微型機的構(gòu)成及工作原理。微機系統(tǒng)的基本組成。微機8088的存儲器組織。微處理器簡稱CPU，是計算機的核心，CPU實現(xiàn)了運算功能和控制功能。將CPU、存儲器、I/O接口、總線等集成在一。算機，簡稱單片機。以微型計算機為中心，配以相應(yīng)的外圍設(shè)備以。微型計算機如果不配有軟件，通常稱為裸機。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。存放程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置。有關(guān)內(nèi)存儲器的幾個概念。內(nèi)存包含有很多存儲單元，為區(qū)。號，內(nèi)存單元的編號就稱為內(nèi)存單元的地址。即內(nèi)存單元的個數(shù)，以字節(jié)為單位。非易失性，永久或半永久性存放信息。緩存發(fā)給外設(shè)的數(shù)據(jù)、控制命令和外。設(shè)提供的運行狀態(tài)信息；DMA控制和中斷控制。連接多個功能部件的一組公共信號線。定被訪問的存儲單元、I/O端口。了CPU的尋址范圍?？偤图捌湎嚓P(guān)資料?？偩€擴展槽，PCI、ISA. 北橋——提供CPU/主存/高速緩存的連接、AGP接口、PCI橋接。FWH——系統(tǒng)BIOS、顯示BIOS
【正文】 5 ? 圖 223：面向 CPU的雙總線結(jié)構(gòu) ? 把需要很高帶寬的主存儲器用存儲總線單獨與CPU相連 ? 問題：外設(shè)到主存的數(shù)據(jù)傳輸必須通過 CPU， 傳輸效率低，無法實現(xiàn) DMA傳輸 ? 圖 224：面向主存的雙總線結(jié)構(gòu) ? 主存儲器即與 CPU直接連接，又與系統(tǒng)總線連接，較好地解決了上述問題 78 二、總線技術(shù) * ? 總線傳輸需要解決的問題： ? 傳輸同步 —— 協(xié)調(diào)通信雙方的傳輸操作 ? 同步、異步、半同步 ? 總線仲裁 —— 消除多個設(shè)備同時使用總線造成的沖突現(xiàn)象 ? Master查詢， Slave獨立請求 ? 出錯處理 ? 信號驅(qū)動 79 同步方式 ? 同步傳輸 —— 用公共的時鐘統(tǒng)一 各部件數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的時機 ? 異步傳輸 —— 用控制和狀態(tài)信號協(xié)調(diào) 各部件數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的時機 ? 半同步 —— 用公共的時鐘統(tǒng)一 控制和狀態(tài)信號的產(chǎn)生時機（即控制和狀態(tài)信號與時鐘是同步的），但數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的時機仍不固定 80 總線仲裁 ? 用來決定某一時刻哪一個部件可以使用總線 ? 集中控制 —— 統(tǒng)一由總線控制器進行控制 ? 分散控制 —— 總線控制由各部件共同實現(xiàn)，所有部件均按統(tǒng)一的規(guī)則來訪問總線 81 總線仲裁 —— 集中控制 ? 1）鏈式查詢（ p59圖 228） —— 基本原理是： ? 部件提出申請（ BR） ? 總線控制器發(fā)出批準信號（ BG） ? 提出申請的部件截獲 BG，并禁止 BG信號進一步向后傳播 ? 提出申請的部件發(fā)出總線忙信號（ BS），開始使用總線。總線忙信號將阻止其他部件使用總線，直到使用總線的設(shè)備釋放總線 ? 電路最簡單，但優(yōu)先級固定，不能改變 82 總線仲裁 —— 集中控制 ? 2）計數(shù)器查詢 —— 基本原理是： ? 需要使用總線的部件提出申請（ BR） ? 總線控制器發(fā)出遞增的設(shè)備地址 ? 提出申請的設(shè)備檢查設(shè)備地址，若與自己的地址匹配，就發(fā)出總線忙信號（ BS），然后就可以使用總線 ? 總線控制器根據(jù)檢測到 BS信號時的設(shè)備地址就知道當前哪個設(shè)備使用了總線 ? 調(diào)整設(shè)備地址發(fā)出的順序即可改變優(yōu)先級別 ? 仲裁過程較慢 83 總線仲裁 —— 集中控制 ? 3）獨立請求 —— 基本原理是： ? 每個設(shè)備都擁有獨立的總線請求線和總線應(yīng)答線 ? 總線控制器對所有的總線請求進行優(yōu)先級排隊，并響應(yīng)級別最高的請求 ? 得到響應(yīng)的設(shè)備將占用總線進行傳輸 ? 最常用，響應(yīng)速度最快 ? PC機中使用的 8237 DMAC采用此種方式 84 三、常見的系統(tǒng)總線 ? ISA（ 8/16位） ? PCI（ 32/64位） ? AGP（ 加速圖形端口，用于提高圖形處 理能力） ?自學(xué) P61~P64 ?自行查找資料： ISA、 PCI、 AGP分別位于系統(tǒng)的的哪一個部分？ 85 總線的主要性能指標 ? 總線帶寬（ B/S）： 單位時間內(nèi)總線上可傳送 的數(shù)據(jù)量 ? 總線位寬（ bit）： 能同時傳送的數(shù)據(jù)位數(shù) ? 總線的工作頻率（ MHz） 總線帶寬 = (位寬 /8)?(工作頻率 /每個存取周期的時鐘數(shù) ) 86 四、 8088系統(tǒng)總線 ? 最小模式 —— 僅支持單處理器（ p65圖 232） ? 最小模式下主要解決： ? 地址與數(shù)據(jù)的分離 ? 地址鎖存 ? 電路實現(xiàn)方案 ? 用 3片 8位的鎖存器 8282實現(xiàn)地址鎖存。 ALE為鎖存控制信號， OE≡0 使鎖存的地址直接輸出； ? 用 1片雙向三態(tài)門 8286用作數(shù)據(jù)總線驅(qū)動和隔離，DT/R作為方向控制， DEN作為開門信號； ? 其他控制信號由 8088直接產(chǎn)生。 87 最小模式下的連接示意圖 8088 CPU ? ? 控制總線 數(shù)據(jù)總線 地址總線 地址 鎖存 數(shù)據(jù) 收發(fā)器 ALE 時鐘發(fā) 生 器 3片 8282 DT/R DEN 8286 88 最大模式 ? 最大模式 —— 可支持多處理器（ p66圖 233） ? 大多數(shù)控制信號是由 總線控制器 8288對 S0、 SS2三個信號譯碼得到，如 DT/R、 ALE、 DEN、IOR、 IOW、 MEMR、 MEMW信號。 DB和 AB的構(gòu)成基本同最小模式。 ? PC/XT機的總線采用了最大模式，但有三點區(qū)別： ? 地址總線驅(qū)動用 2個 74LS373和 1個 74LS244代替3個 8282； ? 數(shù)據(jù)總線驅(qū)動用 74LS245代替 8286； ? 支持 DMA傳送。 89 最大模式下的連接示意圖 8088 CPU 數(shù)據(jù)總線 地址總線 地址 鎖存 數(shù)據(jù) 收發(fā) ALE 時鐘發(fā) 生 器 總 線 控制器 控制總線 8282 8286 8288 S0 S1 S2 90 常用接口芯片介紹 ? 8282 / 74LS373 —— 具有三態(tài)正相輸出的鎖存器 ? p67圖 234，內(nèi)部包含 8個 D觸發(fā)器 ? 引腳： ? DI0～ DI7 輸入 ? DO0～ DO7 輸出 ? STB 鎖存信號 ? OE 輸出允許 ? 功能： ? STB = 1 鎖存數(shù)據(jù) ? OE = 0 將鎖存的數(shù)據(jù)輸出 ? 功能類似的還有 8283—— 但為反相輸出 91 總線驅(qū)動器 ? 8286 / 74LS245 —— 雙向三態(tài)驅(qū)動器 (p68圖 236) ? 引腳： ? A0～ A7和 B0～ B7 雙向數(shù)據(jù)線 ? OE 輸出允許 ? T 方向控制 ? 功能： ? OE=0時，門導(dǎo)通； ? 門導(dǎo)通時 : T=0， B→ A； T=1， A→ B ? 功能類似的還有 8287—— 但為反相輸出 92 總線驅(qū)動器（續(xù)） ? 74LS244 —— 三態(tài)門驅(qū)動器（含 8個門） ? 引腳： ? I1～ I8和 O1～ O8 輸入線和輸出線 ? E1， E2 使能信號，各控制 4個三態(tài)門 ? 功能： ? E1=0， E2=0，門導(dǎo)通，否則輸出為高阻態(tài) 93 作業(yè)： p91 ? ? （ 1） ? ～
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