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控制总线

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【摘要】:
控制总线,英文名称:ControlBus,简称:CB。控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。控制信号中,有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的,如读/写信号,片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、设备就绪信号等。因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总

控制总线,英文名称:ControlBus,简称:CB。控制总线主要用来传送控制信号和时序信号。控制信号中,有的是微处理器送往存储器和输入输出设备接口电路的,如读/写信号,片选信号、中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、设备就绪信号等。因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU

1.简介

控制总线CB(ControlBus),连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的,因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。是用来传送控制信息的信号线,这些控制信息包括CPU对内存和输入输出接口的读写信号,输入输出接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号,CPU对这些输入输出接口回答与响应信号,输入输出接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。控制总线来往于CPU、内存和输入输出设备之间,其特点是:在单向、双向、双态等种形态,是总线中最复杂、最灵活、功能最强的,其数量、种类、定义随机型不同而不同。

2.分类

控制总线就是各种信号线的集合,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。

⒈按相对于CPU与其芯片的位置来分:

⑴片内总线:指在CPU内部各寄存器、算术逻辑部件ALU,控制部件以及内部高速缓冲存储器之间传输数据所用的总线,即芯片内部总线。

⑵片外总线:通常所说的总线(BUS)指的外总线,是CPU与内存RAMROM和输入输出输入输出设备接口之间进行通讯的数据通道,CPU通过总线实现程序存取命令,内存/外设的数据交换在CPU与外设一定的情况下,总线速度是限制计算机整体性能的最大因数。

⒉按总线功能分:

⑴ 地址总线:(AB)用来传递地址信息。

⑵数据总线:(DB)用来传递数据信息。

⑶ 控制总线:(CB)用来传送各种控制信号。

⒊按总线的层次结构分:

CPU总线:包括CPU地址线(CAB)CPU数据线(CDB)CPU控制线(CCD),其用来连接CPU和控制芯片。

⑵ 存储器总线:包括存储器地址线(MAB)、存储器数据线(MDB)和存储器控制线(MCD),用来连接内存控制器(北桥)和内存。

⑶ 系统总线:(I/O扩展总线)也称为I/O通道总线或I/O扩展总线,包括系统地址线(SAB),系统数据线(SDB)和系统控制线(SCD),用来与I/O扩展槽上的各种扩展卡相连接。

⑷ 外部总线:(外围芯片总线)用来连接各种外设控制芯片,如主板上的I/O控制器(如硬盘接口控制器、软盘驱动控制器、串行/并行接口控制器等),和键盘控制器,包括外部地址线(XAB)、外部数据线(XMB)和外部控制线(XCB)

⒋系统总线(输入输出)扩展总线)又分为ISAPCIAGP等多种标准

ISA(Industrystandardarchitecture,工业标准结构)IBM公司为286AT电脑制定的总线工业标准,也称为AT标准。

PCI(peripheralcomponentinterconnet,外部设备互连)SIG(spelialinterestgroup)集团推出的总线结构。

AGP(acceleratedgraphicsport,加速图形端口)是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范,因为它是点对点连接,即连接控制芯片和AGP显卡,因此严格说来,AGP也是一种接口标准。

3ISA插槽

1、地址总线:SA0~SA19(I/O)LA17~LA23(I/O)

2、数据总线:SD0~SD7(I/O)SD8~SD15(I/O)

3、控制总线:BALE(0)---USAddresslatchenable:系统地址锁存允许

4SYSCLK(0)---SYSTEMCLOCK系统时钟信号

5IR23~7,9~12,15(Z)---这是用于I/O设备通过中断控制器向CPU发送的中断请求(interruptrequest)信号

6SMEMR#SMEMW#(0)---这是命令内存将数据送至数据总线的信号

7MEMR#MEMW#(I/O)---内存读(MEMR)或内存写(MEMW#)信号

8DRQ0~3,5~7---这是DMA请求(DMARequesc)信号

9DACK0#~3,5~7(0)---(DMAAcknowledge,DMA响应)这是对DRQ0~3,5~7的响应信号

10AEN(0)---地址允许(Addressenable)信号

11REFRESH#(I/O)---内存刷新(DRAMrefresh)信号

12SBHE(I/O)---系统总线字节允许(systembushighenable)信号

13MASTER---主控信号

14MEMCS16#---存储器16位片选(Memory16bitchipselect)信号

15ZOCS16#---I/O16位片选(I/O16bitchipselect)信号

16OWS---零等待状态(ZeroWaitState)信号

3.技术指标

1、总线的带宽(总线数据传输速率)

总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量,即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率,它们之间的关系:总线的带宽=总线的工作频率*总线的位宽/8

2、总线的位宽

总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数,或数据总线的位数,即32位、64位等总线宽度的概念。总线的位宽越宽,每秒钟数据传输率越大,总线的带宽越宽。

3、总线的工作频率

总线的工作时钟频率以MHZ为单位,工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越宽。

4.操作

总线一个操作过程是完成两个模块之间传送信息,启动操作过程的是主模块,另外一个是从模块。某一时刻总线上只能有一个主模块占用总线。

总线的操作步骤:主模块申请总线控制权,总线控制器进行裁决。数据传送的错误检查:主模块得到总线控制权后寻址从模块,从模块确认后进行数据传送。

总线定时协议:定时协议可保证数据传输的双方操作同步,传输正确。定时协议有三种类型:

同步总线定时:总线上的所有模块共用同一时钟脉冲进行操作过程的控制。各模块的所有动作的产生均在时钟周期的开始,多数动作在一个时钟周期中完成。

异步总线定时:操作的发生由源或目的模块的特定信号来确定。总线上一个事件发生取决前一事件的发生,双方相互提供联络信号。

控制总线模型

总线定时协议 半同步总线定时:总线上各操作的时间间隔可以不同,但必须是时钟周期的整数倍,信号的出现,采样与结束仍以公共时钟为基准。ISA总线采用此定时方法。

数据传输类型:分单周方式和突发(burst)方式。

单周期方式:一个总线周期只传送一个数据。

数据传输类型:

突发方式:取得主线控制权后进行多个数据的传输。寻址时给出目的地首地址,访问第一个数据,数据23到数据n的地址在首地址基础上按一定规则自动寻址(如自动加1)

5.标准规范

总线是一类信号线的集合是模块间传输信息的公共通道,通过它,计算机各部件间可进行各种数据和命令的传送。为使不同供应商的产品间能够互换,给用户更多的选择,总线的技术规范要标准化。

总线的标准制定要经周密考虑,要有严格的规定。总线标准(技术规范)包括以下几部分:

机械结构规范:模块尺寸、总线插头、总线接插件以及安装尺寸均有统一规定。

功能规范:总线每条信号线(引脚的名称)、功能以及工作过程要有统一规定。

电气规范:总线每条信号线的有效电平、动态转换时间、负载能力等。

 

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