【正文】 系統(tǒng)總線 ：微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部各功能模塊間的連接總線。擴(kuò)展插卡通過(guò)系統(tǒng)總線與 CPU連接。 ? 通信總線 ：也稱為外部總線，是微機(jī)與微機(jī)，微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行通信的總線。如： USB、IEEE1394 64 總線的性能指標(biāo) ? 總線寬度 ：影響傳輸數(shù)據(jù)的能力。 ? 總線時(shí)鐘頻率 ：影響傳輸數(shù)據(jù)的能力。 ? 總線帶寬 ：最大傳輸速率。 ? 總線尋址能力 ：地址總線數(shù)量。 ? 總線負(fù)載能力 65 總線操作的 4個(gè)階段 ? 總線操作是完成兩個(gè)模塊之間傳送信息。啟動(dòng)操作過(guò)程的是 主模塊 ，另外一個(gè)是 從模塊 。某一時(shí)刻總線上 只能有一個(gè)主模塊占用總線 ? 1． 總線請(qǐng)求和仲裁階段 ： – 主模塊向總線仲裁機(jī)構(gòu)提出總線使用申請(qǐng)，總線仲裁機(jī)構(gòu)決定使用總線的主模塊。 ? 2． 尋址階段： – 擁有總線使用權(quán)的主模塊發(fā)出本次要訪問(wèn)的從模塊的地址及有關(guān)命令，該從模塊被選中并啟動(dòng)。 ? 3． 數(shù)據(jù)傳送階段： – 主模塊和從模塊間進(jìn)行雙（單）向數(shù)據(jù)傳送。 ? 4． 結(jié)束階段： – 主、從模塊均撤出總線。 66 總線操作形式 ? 同步式傳輸 – 主、從設(shè)備在 同一時(shí)鐘 的控制下完成數(shù)據(jù)傳輸，主、從設(shè)備的 速度必須匹配 ，否則無(wú)法傳輸， 速度快。 ? 異步式傳輸 – 用 請(qǐng)求和響應(yīng) 信號(hào)線來(lái)協(xié)調(diào)傳輸過(guò)程，而不依賴于公共時(shí)鐘信號(hào)。適應(yīng)廣泛，但建立時(shí)間長(zhǎng)， 速度慢 。 ? 半同步式傳輸 – 半同步傳輸仍用系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)同步每一步傳輸操作（判斷信號(hào)的狀態(tài)和信號(hào)的產(chǎn)生或撤消），但其傳輸周期不固定，主控設(shè)備可以在正常的傳輸周期中檢測(cè) Ready信號(hào)線，如果 Ready信號(hào)無(wú)效，插入若干時(shí)鐘周期，來(lái)協(xié)調(diào)對(duì)慢速?gòu)脑O(shè)備的訪問(wèn)。 兼顧 速度和適應(yīng)性。 ? 分離式傳輸 – 先發(fā)送地址和命令，再傳送數(shù)據(jù)。傳輸速度快，總線利用率高。 67 PC的總線結(jié)構(gòu) 68 總線名稱總 線工作頻率M H z總 線寬 度bit最 大傳輸率MB / s引線數(shù)多 路復(fù) 用PC /XT 4 8 4 62 非ISA 8 16 16 62+36 非EIS A 8 .33 32 33 198 非VES A 16~66 32 266 124 非PC I V1. 0 33 32 133 是PC I V2. 0 66 64 264 188是AG P 1x 66 .6 32 266 是A G P 2 x 133 32 532 是124 二、 PCI總線 常見總線比較 69 PCI總線的發(fā)展 ? 1992年 Intel 在發(fā)布 486處理器的時(shí)候，也同時(shí)提出了 32bit 的 PCI（周邊組件互連）總線 ，總線工作在 33MHz 頻率之下， 32bit數(shù)據(jù)寬度使傳輸帶寬達(dá)到了 133MB/s（ 33MHz X 32bit/8） ? 1993年， ，數(shù)據(jù)總線寬度擴(kuò)展為64bit，總線傳輸速率為 264MB/s ? 1995年出現(xiàn)的 傳輸速率為 512MB/s。 ? 1999年 PCISIG（ PCI特別興趣小組）發(fā)布的 PCI 1GB/s的傳輸速率 ? 2022年推出的 。 70 PCI總線的基本情況 ? 目前 PC機(jī)中使用的 PCI總線標(biāo)準(zhǔn)主要以 ，支持33MHZ的時(shí)鐘頻率 ,其數(shù)據(jù)寬度為 32位 ,可擴(kuò)展至 64 位。其數(shù)據(jù)傳送速率可高達(dá) 132MB/S264MB/S ? PCI總線的特點(diǎn) ： – 數(shù)據(jù)總線 32位，可擴(kuò)充到 64位。 – 可進(jìn)行突發(fā)（ burst)式傳輸（地址自動(dòng)增加）。 – 獨(dú)立性：總線操作與處理器 存儲(chǔ)器子系統(tǒng)操作并行。 – 總線時(shí)鐘頻率 33MHZ或 66MHZ，最高傳輸率可達(dá) 528MB/S。 – 多主控：中央集中式總線仲裁 – 全自動(dòng)配置、資源分配、 PCI卡內(nèi)有設(shè)備信息寄存器組為系統(tǒng)提供卡的信息，可實(shí)現(xiàn)即插即用（ PnP）。 71 三、 USB總線 ? 1994年 11月， Intel聯(lián)合 Compaq、 Microsoft、IBM、 DEC、 NEC等公司制定 USB草案 ? 1996年 2月，公布 ，直到 1998年 9月，USB Windows 98操作系統(tǒng)出爐，USB接口才逐漸開始流行起來(lái) ? 現(xiàn)今發(fā)展到 （全速： 12Mbps，高速：480Mbps） 和 USB OTG（ USB OnTheGo） 72 USB的接口信號(hào)和電氣特性 接口信號(hào)線 高 /低速 USB收發(fā)器 (主機(jī)或集線器端口 ) 高速 USB收發(fā)器 (主機(jī)端口或高速設(shè)備 ) +5vdc D+ D 地 15KΩ 15KΩ +~ D+ D 高 /低速 USB收發(fā)器 (主機(jī)或集線器端口 ) 低速 USB收發(fā)器 (低速設(shè)備 ) +5vdc D+ D 地 15KΩ 15KΩ +~ D+ D USB 雙絞 數(shù)據(jù)線 USB雙絞 數(shù)據(jù)線 73 電氣特性 對(duì)地電源 電壓為 ~，設(shè)備吸入的最大電流值為 500mA 。第一次被主機(jī)檢測(cè)到時(shí)，設(shè)備吸入的電流 100mA USB設(shè)備的兩種電源供電方式 ?自給供電 ?總線供給 特點(diǎn) ： USB支持熱插拔， PnP。易于擴(kuò)展，應(yīng)用廣泛。 74 USB設(shè)備及其描述符 ? USB主控制器 /根集線器 – 主控制器負(fù)責(zé)將 并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行 ，并將數(shù)據(jù)傳給根集線器。根集線器 控制 USB端口的電源 ，激活和禁止端口，識(shí)別與端口相連的設(shè)備，設(shè)置和報(bào)告與每個(gè)端口相連的狀態(tài)事件。 ? USB集線器 (USB Hub) – 完成 USB設(shè)備的添加（擴(kuò)展）、刪除和電源管理等。 ? 功能設(shè)備（外設(shè)） – 外設(shè)含一定數(shù)量獨(dú)立的寄存器端口（端點(diǎn)）。外設(shè)有一個(gè)惟一的地址。通過(guò)這個(gè)地址和端點(diǎn)號(hào)，主機(jī)軟件可以和每個(gè)端點(diǎn)通信。數(shù)據(jù)的傳送是在主機(jī)軟件和USB設(shè)備的端點(diǎn)之間進(jìn)行的。 75 ? 端點(diǎn)（ EndPoint） – 功能設(shè)備中的寄存器端口，與特定數(shù)據(jù)緩沖區(qū)聯(lián)系，是 USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K點(diǎn)或起點(diǎn)，每個(gè)設(shè)備可以有多個(gè)端點(diǎn)，其中端點(diǎn) 0約定用于設(shè)置，完成控制類型信息的傳輸 ? 管道（ Pipe） – 傳送發(fā)生在主機(jī)軟件和端點(diǎn)之間，邏輯上稱之為管道，端點(diǎn) 0對(duì)應(yīng)的管道為默認(rèn)管道 ? USB設(shè)備描述符 – 描述設(shè)備屬性和特點(diǎn)的特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供USB設(shè)備的地址、可進(jìn)行的傳輸類型、數(shù)據(jù)包大小和帶寬請(qǐng)求等，分：設(shè)備描述符 → 配置描述符 → 接口描述符 → 端點(diǎn)描述符 76 PCI總線 宿主機(jī) USB主控制器 /根 Hub 高速 電話 高速 顯示器 高速 集線器 高速 麥克風(fēng) 揚(yáng)聲器 高速 揚(yáng)聲器 高速 鍵盤 高速 低速 麥克風(fēng) 麥克風(fēng) 低速 高速 =480Mb/s 全速 =12Mb/s 低速 =USB的層次拓?fù)鋱D USB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 77 ◆ USB有 4種基本的傳輸類型 2． 批傳輸 ： 單 /雙向，用于 大批數(shù)據(jù) 傳輸，要求準(zhǔn)確，出錯(cuò)重傳。時(shí)間性不強(qiáng)，如打印機(jī)。 1． 控制傳輸 ： 雙向，用于 配置設(shè)備或特殊用途 ，發(fā)生錯(cuò)誤需重傳。 當(dāng) USB主機(jī)檢測(cè)時(shí)，設(shè)備必須要用端點(diǎn) 0完成和主機(jī)交換信息的控制傳送。 3． 中斷傳輸 ： 單向輸入主機(jī)，用于 隨機(jī)少量快速 傳送，如鍵盤、鼠標(biāo)。采用查詢中斷方式，出錯(cuò)下一查詢周期重新傳。 4． 等時(shí)傳輸 ： 單 /雙向，用于 連續(xù)實(shí)時(shí) 的數(shù)據(jù)傳輸，時(shí)間性強(qiáng)，傳輸速率固定，但出錯(cuò)無(wú)需重傳。如網(wǎng)絡(luò)電話。 USB傳輸類型 78 小節(jié) ? 總線概念 ? PCI總線 ? USB總線