第3章 章

微机总线与标准

主要内容掌握： 掌握： 总线的基本概念和分类； 总线的基本概念和分类； 总线的系统结构 总线的主要功能及原理； 总线的主要功能及原理； 常用系统总线标准； 常用系统总线标准； 通用串行总线( 通用串行总线(USB) )

§3.1 总线的基本概念总线概念； 总线概念； 总线分类及其特点

3.1.1 总线的一般概念总线是计算机系统各部件之间传输地址、 总线是计算机系统各部件之间传输地址、 地址 数据和控制信息的通道。 数据和控制信息的通道。 总线一组导线和相关的控制、驱动电路的 总线一组导线和相关的控制、驱动电路的 组成。 组成。

总线： 总线：1. 2. 3.

处理器内部的各功能部件之间 处理器与高速缓冲存储器和主存之间 处理器系统与外围设备之间

将总线作为一个独立的功能部件来看待

3.1.2 总线的分类按相对于CPU与其他芯片的位置划分 与其他芯片的位置划分 按相对于 内部总线在CPU内部 CPU 寄存器之间，ALU与控制部件之间用总线连接 起来

外部总线CPU与内存和I/O设备接口之间进行通信的电 路

按传送信息的类型划分 数据总线( 数据总线(Data Bus,DB) , ) 地址总线( 地址总线(Address Bus,AB) , ) 控制总线( 控制总线(Control Bus,CB) , ) 总线共有98根线 如: ISA总线共有 根线，其中 总线共有 根线， 数据总线16根 数据总线 根 地址总线24 根 地址总线 其余为控制信号和状态信号线7

数据总线( 数据总线(Data Bus,DB) , )传输数据信息， 传输数据信息，双向三态 双向： 存储器，I/O接口 双向：CPU 存储器，I/O接口 存储器， 存储器，I/O接口 CPU 接口 数据的广义含义： 数据的广义含义： ① 真正的数据 ② 指令代码

地址总线( 地址总线(Address Bus,AB) , )传输地址信息， 传输地址信息，单向三态 传送存储器地址码或输入输出设备地址码 单向：地址只能从CPU传向外部存储器或 传向外部存储器或I/O 单向：地址只能从 传向外部存储器或 端口 地址总线的位数决定CPU可直接寻址的内存空 地址总线的位数决定 可直接寻址的内存空 间大小 若地址总线为n位 则可寻址空间为2 若地址总线为 位，则可寻址空间为 n

控制总线( 控制总线(Control Bus,CB) , )传输各种控制信号和状态信号 CPU送往存储器或 送往存储器或I/O接口电路的：读写信号、 接口电路的： 送往存储器或 接口电路的 读写信号、 片选信号、 片选信号、中断响应信号等 其他部件反馈给CPU的：中断申请信号、复位 的 中断申请信号、 其他部件反馈给 信号、总线请求信号、设备就绪信号等。 信号、总

线请求信号、设备就绪信号等。

按总线的层次结构 CPU总线 总线直接由CPU引脚引出的连接线，用来连接CPU和外部 引脚引出的连接线，用来连接 直接由 引脚引出的连接线 和外部 控制芯片

存储总线连接到存储控制器和DRAM的总线 的总线 连接到存储控制器和

总线和存储总线合并起来， 把CPU总线和存储总线合并起来，统称为前端总线 总线和存储总线合并起来 统称为前端总线11

按总线的层次结构 系统总线用来连接微型计算机的各功能部件。如ISA和 用来连接微型计算机的各功能部件。 和 EISA总线、PCI 总线、 总线

外部总线主机与外设之间的总线，如USB和IEEE1394 主机与外设之间的总线， 和

3.1.3 总线的性能指标1.

2.

总线的带宽 单位时间内总线上可传送的数据量 即每秒钟传送多少字节 总线的位宽 总线能同时传送的数据位数 在工作频率一定的条件下， 在工作频率一定的条件下，总线的带宽 与总线的位宽成正比

3.

总线的工作频率 又称为总线的时钟频率， 又称为总线的时钟频率，MHZ 工作频率越高则总线工作速度越快，即 工作频率越高则总线工作速度越快， 总线带宽越宽

1. 2. 3.

总线的带宽、位宽、 总线的带宽、位宽、工作频率 车流量、车道数、 车流量、车道数、车速 总线带宽的计算公式： 总线带宽的计算公式： 总线带宽=(总线位宽 ) 总线工作频率 总线带宽 (总线位宽/8)*总线工作频率

频率工作的32位总线 例：以66MHZ频率工作的 位总线，若每个 频率工作的 位总线， 时钟传送一次数据， 时钟传送一次数据，则 总线带宽=32/8*66=264MBps 总线带宽15

§3.2 总线的结构系统各部件与总线的连接方式 单总线结构 面向CPU的双总线结构 面向 的双总线结构 面向主存储器的双总线结构 多总线结构