【正文】 ⑤ 價格較低 PCI總線 93 2) PCI總線信號 PCI 總 線 設(shè) 備 可選的 64位總 線擴展線 接口 控制線 中斷線 Cache 支持線 JTAG/邊界 掃描信號線 AD(63～ 32) C/BE(7～ 4) PAR64 REQ64 LOCK INTA INTB INTC INTD SBO SDONE TDI TDO TCK TMS TRST ACK64 AD(31～ 0) C/BE(3～ 0) PAR FRAME TRDY IRDY STOP DEVSEL IDSEL PERR SERR REQ GNT CLK RST 必備的 地址與 數(shù)據(jù)線 接口 控制線 錯誤 報告線 仲裁線 (只有主設(shè)備有 ) 系統(tǒng) 信號線 PCI總線 94 3) PCI總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PCI總線 5 PCI總線 4 PCI總線 3 PCI 設(shè)備 PCI 橋 PCI 橋 標(biāo)準(zhǔn)總 線橋路 設(shè)備 PCI橋 存儲控制器 存 儲 器 CPU CPU總線 PCI橋路 標(biāo)準(zhǔn)總線橋路 PCI設(shè)備 PCI橋 PCI設(shè)備 PCI總線 1 PCI總線 2 標(biāo)準(zhǔn)總線 2 (ISA、 EISA、 … ) 標(biāo)準(zhǔn)總線 1 (ISA、 EISA、 … ) PCI總線 。由于其顯著優(yōu)越性，目前已取代幾乎所有系統(tǒng)總線而在 PC機總線中獨領(lǐng)風(fēng)騷。 VL總線作為一種局部總線，不是一個單獨的總線體系結(jié)構(gòu)，它是對 ISA、 EISA等系統(tǒng)總線的補充，只和系統(tǒng)總線共存于一個系統(tǒng)中，形成 ISA/VL或 EISA/VL等總線體系結(jié)構(gòu)。 ISA總線的主要特點： 1)具有比 XT總線更強的支持能力，它能支持： ?64K I/O地址空間 ?16M存儲器地址空間 ?8位或 16位數(shù)據(jù)存取 ?15級硬中斷 ?7級 DMA通道 ?產(chǎn)生 I/O等待狀態(tài) 2)是一種多主控總線 ISA總線 (AT總線 ) 90 3)可支持 8種類型的總線周期： ?8位和 16位的存儲器讀周期 ?8位和 16位的 I/O讀周期 ?8位和 16位的存儲器寫周期 ?8位和 16位的 I/O寫周期 ?中斷周期 (包括中斷請求周期和中斷響應(yīng)周期 ) ?DMA周期 ?存儲器刷新周期 ?總線仲裁周期 ISA總線 (AT總線 ) 91 VL總線 (VESA總線 ) VL總線是一個通用的全開放局部總線標(biāo)準(zhǔn)。 89 ISA總線 (AT總線 ) ISA總線是對 XT總線的擴展，以適應(yīng) 8/16位數(shù)據(jù)總線的要求。其中應(yīng)用最多的是 ISA系統(tǒng)總線和 VL， PCI兩種局部總線。目前應(yīng)用最廣的 PC系列機的 I/O總線有局部總線和系統(tǒng)總線兩種。 80486的基本總線操作時序 86 突發(fā)周期總線傳送時序 80486的基本總線操作時序 87 80X86系列微機系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)總線 總線按其在系統(tǒng)中的位置及功能不同，一般可分為三級： ?芯片級總線： 利用它把芯片連成模塊 ?模塊級總線： 利用它把主板和主板上各模塊連成微機 ?系統(tǒng)級總線： 利用它把多臺微機或設(shè)備連成微機系統(tǒng) 從微機應(yīng)用角度看，最關(guān)心的是模塊級和系統(tǒng)級總線。在突發(fā)周期中，每個時鐘都將新的數(shù)據(jù)項 (字節(jié)、字或雙字 )選通到 80486片內(nèi)。當(dāng)外部系統(tǒng)每個周期只能傳送 8位或 16位數(shù)據(jù)時，執(zhí)行 16位 /32位或 32位操作指令時也可能引起多周期總線傳遞。 80486半同步握手式總線操作時序有兩種基本形式： ? 非突發(fā)單周期總線傳送 ? 突發(fā)周期總線傳送 84 80486的基本總線操作時序 1. 非突發(fā)單周期總線傳送 80486支持的最快非突發(fā)單周期含有 2個時鐘周期，讀寫都一樣，故稱之為 2－ 2周期?？偩€傳輸?shù)亩鄻有詻Q定了總線操作時序的多樣性、復(fù)雜性。 優(yōu)點： ? 上述優(yōu)點是以增加主控和受控模塊的邏輯復(fù) 雜性為代價的； ? 每個子周期中傳輸?shù)男畔⒘勘韧ǔＧ闆r下有 所增加，故對單個主控器或單個總線操作周 期來說，不僅不能加速，反而可能減速。 1個寫周期 =1個 M→S 的傳輸子周期 1個讀周期 =2個分裂的寫周期 1個 M→S 1個 S→M 總線握手 back 82 4) 優(yōu)缺點 所以，這種協(xié)定在普通微機中很少用，一般只用在具有多處理器結(jié)構(gòu)的一些高性能小型機和高檔微機中。 80 1)基本思想： 將讀周期分成兩個獨立的傳輸子周期，兩者間的空閑時間將總線讓給其它主控器。 總線握手 back 這部分時間的浪費在速度要求很高的多微機系統(tǒng) 中是相當(dāng)可惜的，為此，提出了周期分裂式協(xié)定。 總線握手 back 79 4. 周期分裂式總線協(xié)定 ——是從提高總線利用率出發(fā)提出的。 1） 典型的半同步總線定時圖 總線握手 back 78 2） 特點 從宏觀上看與異步協(xié)定十分相似，靠 “時鐘 ”和“等待 ”這兩個一主一從信號的互鎖來控制總線周期的長短；但從微觀上看，又是按同步總線的方式工作，真正的總線操作過程只在時鐘脈沖一個信號控制下完成。 ?數(shù)據(jù)傳輸高度可靠 優(yōu)點： ?每次總線操作要經(jīng) 2個來回行程，傳輸 延遲是同步協(xié)定的 2倍。因此要求主、受控器分別要發(fā)出至少一個控制信號，通過兩者互為因果的交替變化、一問一答來保證可靠傳輸。） 74 2. 異步總線協(xié)定 常用的是全互鎖異步協(xié)定。） 優(yōu)點： ?適應(yīng)性較差。 ?速度快，適于高速運行需要。 73 3)優(yōu)缺點 為解決這一矛盾，較好的辦法是采用總線異步握手技術(shù)。 常見的總線握手方法： 同步總線協(xié)定 異步總線協(xié)定 半同步總線協(xié)定 周期分裂式總線協(xié)定 下節(jié) 總線握手 71 總線握手 1. 同步總線協(xié)定 最簡單、最易實現(xiàn)的一種總線握手技術(shù) 1) 特點 總線系統(tǒng)中只用一個時鐘信號源作為同步控制源，其前、后沿分別指明一個總線操作周期的開始和結(jié)束，主、從模塊都受它統(tǒng)一控制。 69 2）優(yōu)點 兼具有串行法和并行法的優(yōu)越性，既 有較好的靈活性、可擴展性，又可容納較 多的設(shè)備而不使結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，還有較快 的響應(yīng)速度。 缺點： 控制線多，邏輯復(fù)雜，故主控器較多時不適用； 仲裁器設(shè)計好后，不易擴充。 總線仲裁 back 總 線 仲 裁 器 總線 BR1 BG1 BR2 BG2 BRn BGn BB BCLK C1 C2 Cn 66 2) 仲裁原理 仲裁器直接識別各 Ci請求，仲裁后直接向選中的Ci發(fā) BGi； Ci撤消 BRi，升起 BBi，使 BB有效； Ci用完后，撤消 BBi，仲裁器撤消 BGi，為下次仲裁作準(zhǔn)備。 ?響應(yīng)速度較慢，系統(tǒng)中能容納的主控設(shè)備數(shù)受 時鐘頻率限制 缺點： 總線仲裁 back 64 針對上述缺點，出現(xiàn)了改進(jìn)型 循環(huán)菊花鏈判優(yōu)： 突出優(yōu)點： 優(yōu)先權(quán)隨每個周期動態(tài)改變， 各 Ci地位平等，機會均等。 優(yōu)點： ?鏈路上任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，將阻止其后面的設(shè) 備獲得總線控制權(quán)。 ?易于擴充。 1)三線菊花鏈仲裁原理 總線 總線 仲裁 器 BG BGIN1 BR BB C1 BGOUT1 BGIN2 C2 Cn BGOUT2 BGINn BCLK(總線時鐘 ) 總線仲裁 1.菊花鏈 仲裁 (串行仲裁 ) 61 2) 仲裁定時圖 三線菊花鏈仲裁協(xié)定典型定時圖 總線仲裁 back 62 3) 總