第5章总线与接口.ppt

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1、第5章 总线与接口 第5章 总线与接口 5.1 总线概述总线概述 5.2 ISA系统总线系统总线 5.3 PCI局部总线局部总线 5.4 AGP总线总线 5.5 SCSI总线总线 5.6 USB总线总线 5.7 接口接口 练习和思考题练习和思考题 第5章 总线与接口 5.1 总总 线线 概概 述述 5.1.1 5.1.1 总线的概念总线的概念 众所周知，现代微机采用了模块化结构，每一个模块都具有自己的结构和功能。人们甚至不需要深入了解它们的原理和构造，就可以将它们像砌砖盖房子那样组装成功能强大的微机。为了将微机系统各部件相互连接，实现系统各部件间的通讯，必须依靠总线。微机的基本结构是以总线为核

2、心，将微处理器、存储器、输入和输出设备智能地连接在一起构成的。第5章 总线与接口 5.1.2 5.1.2 总线的性能指标总线的性能指标总线是微机系统中各部件之间传送信息的通路。微机系统中，希望总线能以最快的速度实现尽可能多的部件间信息的高速传送，因此，衡量总线性能的主要指标有如下四个。1.1.总线宽度总线宽度总线宽度类似于交通道路的宽度，是指在总线上能同时传送的二进制位数。在传送速率一定的情况下，总线的宽度越宽则传送的信息量就越大。第5章 总线与接口 2.2.最大传输速率最大传输速率最大传输速率指每秒所能传送的最大字节数，单位是MB/s。3.3.总线时钟总线时钟总线时钟指总线工作的时钟频率，单

3、位是MHz。总线的时钟频率越高，传输速率也就越高。4.4.挂接设备的数量挂接设备的数量挂接设备的数量指总线支持的同时挂接的最大设备数。第5章 总线与接口 5.1.3 5.1.3 总线的分类总线的分类1.1.按总线功能分类按总线功能分类计算机的系统总线从功能上可分为地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)。地址总线是用于寻址的位线，16位的地址总线可以寻址64 K(216)个地址单元，而32位的地址总线可以寻址到4 G(232)个地址单元。数据总线用于传输数据。数据传输是双向的，实现CPU与存储器、CPU与I/O接口之间的双向传输。控制总线用于传输各种控制信号。第5章 总线与接口 2

4、.2.按总线在计算机中的位置分类按总线在计算机中的位置分类1)机器内部总线机器内部总线是连接微机系统各部件的，以实现计算机内部各部件间通信的总线，例如连接主板与显卡的信号通路就是机器内部总线。系统中各部件间能否协同工作将直接关系到系统的整体性能，而部件间的联系是通过总线来实现的。总线的性能是以总线的时钟、带宽及相应的总线传输速率等指标来衡量的。总线传输速率始终是影响PC机整体性能的瓶颈。第5章 总线与接口 机器内部总线按照其发展过程分为:ISA(Industry Standard Architecture)总线、EISA(Extended ISA)总线、VESA(Video Electroni

5、cs Standard Association)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect)总线和AGP(Accelerated Graphics Port)总线。ISA总线是用于286计算机的总线标准，EISA总线是用于386计算机的总线标准，VESA是用于486计算机的总线标准，PCI总线是用于586计算机及更高机型的总线标准，前三种总线已经被淘汰。AGP总线只负责控制芯片和AGP显卡之间的指令、数据和地址的传输，可以和PCI总线共存。第5章 总线与接口 2)机器外设总线机器外设总线是计算机内部与外设间进行通信的总线，分为IDE总线、SCSI总线和US

6、B总线。IDE总线是PC机上用得最多的总线，其造价比较便宜。SCSI总线的速度比IDE总线要快得多，不过造价比较贵。IDE总线和SCSI总线一般只用于硬盘、光驱和扫描仪等，而USB总线则可以用于更多的外设，且速度更快。一般来说，这三种外设总线是不可以混合使用的，但是如果有总线转换器则可以在一定程度上混合使用，如SCSI总线就有向IDE总线进行转换的转换器。第5章 总线与接口 3.3.按总线的作用范围分类按总线的作用范围分类1)系统总线和存储器总线存储器总线指专门负责系统存储器与CPU之间数据交换的总线，其工作频率远远超过系统总线的工作频率。在早期的PC/XT系统中，存储器总线和系统总线尚未分开

7、，通常采用ISA总线。ISA总线的带宽为8位，最大总线传输速率约为2 MB/s。随着CPU工作频率的提高，要求CPU与存储器间的传输速率也要进一步提高，而系统总线的传输速率已不能满足要求，因而出现了独立的存储器总线。20世纪80年代中期，出现了16位ISA总线，其最大传输速率为8 MB/s。到20世纪80年代末，又出现了32位EISA总线，EISA总线规范定义了突发工作方式，其最大传输速率为33 MB/s。由于总线时钟频率受扩展槽数、传输线长度及扩展卡电路负载的限制，ISA和EISA总线时钟频率的上限被限制在810 MHz，可挂接的设备最多为12台。第5章 总线与接口 2)局部总线为了满足一些

8、要求高传输速率扩展卡的需要，从系统总线中又分离出了局部总线(此时系统总线也被称为“标准总线”)。局部总线具有较高的时钟频率，并且有效地限制了系统总线槽数量的进一步增加以及系统总线传输线的进一步延长，从而保证了系统总线的性能。20世纪90年代初期，许多制造商竞相在486系统中采用一种称之为VESA的局部总线。该局部总线采用32位带宽，其总线时钟频率分别为33 MHz、40 MHz或50 MHz，最大传输速率分别为132 MB/s、148 MB/s或267 MB/s，可挂接24台设备。表5-1为系统总线和局部总线特性的对照表。第5章 总线与接口 表表5-1 系统总线和局部总线特性对照表系统总线和局

9、部总线特性对照表 第5章 总线与接口 5.2 ISA系统总线系统总线 5.2.1 5.2.1 ISAISA总线概述总线概述ISA总线最早由IBM公司推出，成为使用Intel 80286芯片的AT型微机的标准总线。最初的ISA总线标准的数据宽度为16位，工作频率为8 MHz，最高传输速率为8 MB/s。随着Intel 80386芯片的推出，总线的数据宽度扩展到了32位，ISA总线主要用于286和386微机，微机的主板上一般有2个16位的插槽和4个32位的插槽，用于插接各种适于ISA总线的适配卡。ISA总线至今还被广泛地用于微机中。ISA总线的插槽结构如图5-1所示。第5章 总线与接口 图5-1

10、ISA总线插槽 第5章 总线与接口 5.2.2 5.2.2 MCAMCA总线概述总线概述MCA总线又称为微通道结构总线。这是IBM公司为了垄断微机市场推出的一种与ISA总线完全不同的标准。其数据宽度为32位，数据传输速率为ISA总线的4倍。MCA总线与ISA总线不能兼容。它只用于IBM公司的PS/2微机，并需要配接专用的MCA总线适配卡。MCA总线由于兼容性差，没能得到广泛的应用。第5章 总线与接口 5.2.3 5.2.3 EISAEISA总线概述总线概述EISA总线是针对IBM的MCA总线推出的。Intel 80486芯片问世后，为冲破IBM公司对MCA总线结构的技术封锁，提高总线的性能，以

11、Compaq公司为代表的九家大的生产IBM兼容机的厂家共同推出了EISA总线结构标准。EISA总线不但具有MCA总线的全部功能，而且还与ISA总线完全兼容。因此，在主板的同一个插槽内既可以插接ISA总线的适配卡也可以插接EISA总线的适配卡。EISA总线的出现是对IBM的MCA总线技术的重大打击，使得IBM的PS/2型微机一直未能成为市场的主导产品。EISA总线曾经风光一时，被用于不少高档的486微机。第5章 总线与接口 5.2.4 5.2.4 VESAVESA总线概述总线概述VESA总线又称为VL总线(VL-Bus)，是一个通用的局部总线标准。VL总线在486SX、486DX微机上得到了广泛

12、的应用，这是因为它的数据宽度达到了32位，还可以扩展到64位，能够与CPU同步工作，最大运行速度达到了66 MHz，最大的总线传输速率达到了132 MB/s，是ISA总线的16倍。VL总线的主板最多可以支持3个VL总线插槽。VL总线的插糟结构实际上是主板上ISA总线插槽的延长，它可以用来插VL总线显卡和硬盘控制卡等。VESA总线的插槽结构如图5-2所示。第5章 总线与接口 图5-2 VESA总线插槽 第5章 总线与接口 5.3 PCI局部总线局部总线 5.3.1 5.3.1 PCIPCI总线概述总线概述PCI局部总线由Intel实验室在1991年12月推出后，很快就开始占据总线之战的舞台。CP

13、U总线为CPU高速缓存和主存储器之间提供了一条高速数据通道，而扩展总线为所有的外设和CPU总线之间提供了较慢的数据通道和连接。采用局部总线可以将需要快速传送大量数据的外设，如显卡、网卡和磁盘控制器等不再连接到扩展总线上，而是直接连接到CPU总线上，为CPU和这类外设提供了一条更快、更宽的数据通道。PCI总线是目前奔腾系列微机主选的标准总线结构。PCI总线使图形显示、硬盘驱动器、网卡等需要高速性能的外设传输速度进一步提高。PCI总线支持多种外设和扩充卡。第5章 总线与接口 当它以33 MHz的总线频率运行，使用32位的数据宽度时，最大数据传输速率可以达到132 MB/s，这比ISA、EISA总线

14、的速度快得多。如果将总线宽度提高到64位，数据传输速率可以达到264 MB/s。而且PCI扩展卡能够自动配置，不需要设置跳线和软件配置，一旦安装好后，开通电源即可运行操作。目前使用PCI总线的适配卡有显卡、硬盘适配卡、网卡等。第5章 总线与接口 随着Intel Pentium系列芯片的推出，Intel公司分别于1992年6月和1995年6月颁布了PCI外围部件互连局部总线的V1.0和V2.1规范。由于PCI提供了局部总线所具有的一系列优点，因而目前扩展卡及系统制造商均已采用PCI局部总线。PCI是一种同步且独立于处理器的32位(V2.1支持64位)局部总线，它允许外围部件与CPU进行智能对话，

15、完全实现了即插即用(Plug and Play，PnP)，从而避免了IRQ(中断请求)、DMA(直接存储器存取)和I/O通道之间的冲突。当其工作频率为2533 MHz时，最大传输速率为132 MB/s(而在V2.1支持的66 MHz工作频率时，其传输速率为264 MB/s、528 MB/s)。第5章 总线与接口 5.3.2 PCI局部总线结构局部总线结构 图5-3 PCI局部总线结构示意图 第5章 总线与接口 图5-4 ISA总线与PCI总线插槽 第5章 总线与接口 5.4 AGP 总总 线线 5.4.1 5.4.1 AGPAGP总线概述总线概述在PCI总线统领板卡4年之后，Intel推出了崭

16、新的AGP总线，可加速大多数的3D绘图、影像与2D绘图工作。按照Intel的说法，只要使用了AGP总线的显卡都可称为AGP显卡。AGP显卡将PC的绘图工作从繁忙的PCI中解放出来，搭建了一条高速直通公路。为何Intel会如此费心地另外建立一条新通道?简而言之只有两个字:3D。AGP显卡可让专门为其设计的3D游戏、软件与应用程序描绘出更真实的场景，亦可缓解目前从网卡到声卡都要抢占PCI的拥挤状况。第5章 总线与接口 使用AGP显卡有两个必备的条件:支持AGP总线的芯片组与微软的Windows系统。除此之外，还得在操作系统中安装微软支持AGP的补丁，即所谓的USBSUPP.EXE补丁程序。当然，如

17、果使用Windows 2000/XP操作系统就不存在补丁问题了。有了以上条件也只是Intel的芯片组能够完全支持AGP显卡，但对于非Intel的芯片组还必须安装芯片组供应商提供的补丁程序，而且版本越新越好。第5章 总线与接口 从芯片的结构来说，这两种不同总线(AGP和PCI)的图形卡使用的是一模一样的图形芯片，而且还没有哪一家显示芯片制造商声称其芯片是专门为AGP总线开发的。AGP显卡的优势主要体现在：PCI周边装置所产生的拥挤，如PCI声卡、PCI网卡以及SCSI硬盘接口卡等，限制了PCI总线上影像处理所能使用的频宽；而AGP总线是独立的一条总线，没有其它设备与之争抢，可以充分发挥显卡所能达

18、到的最佳效果。AGP显卡已逐渐取代PCI显卡成为个人微机的标准配置。第5章 总线与接口 5.4.2 5.4.2 AGPAGP总线时钟频率总线时钟频率PCI总线时钟是系统时钟的一半，而AGP总线则与系统时钟相等。因此，当把系统总线频率提高至75 MHz或83 MHz时，PCI和AGP总线的频率也会随之提高，这就会使得部分接口卡(例如显卡)无法正常工作。在100 MHz总线跳到112 MHz、133 MHz时的情况也与此相似。为了解决这一问题，有些主板通过锁频技术，也就是使PCI总线频率与AGP总线频率固定在额定的工作频率之上，从而使得超频时不会因为总线频率的提高而导致其它插卡不能正常工作，这就是

19、主板的分频技术。不过，也有一些主板反其道而行之，在主板上增加了所谓的“AGP TURBO”跳线，允许用户把AGP总线频率设置为与系统总线频率同步。第5章 总线与接口 AGP主板采用多大频率更好呢？AGP有1X(倍速)和2X(2倍速)之分，在AGP 1X模式下，数据的峰值传输速率为266 MB/s(66 MHz32/8，假设总线频率为66 MHz)，而在AGP 2X模式下，由于同时利用了上升沿和下降沿进行传输，因此峰值传输速率可达到532 MB/s。AGP的1X、2X模式是由生产厂商决定的，但却又受制于主板的总线频率。主板上的总带宽并非由AGP所独享，因此在66 MHz总线下，峰值传输速率根本不

20、可能达到532 MB/s。而在100 MHz的总线频率下，AGP的理论峰值传输速率可以达到532 MB/s，也就是只有100 MHz的主板才能够真正发挥AGP的威力。第5章 总线与接口 5.5 SCSI 总总 线线 5.5.1 5.5.1 SCSISCSI总线概述总线概述当前，许多用户在配置高档兼容机时，往往首先考虑选择一块档次最高的CPU，而并没有把其它硬件的性能放在第一位。事实上，经常进行图像处理的用户，就应该把图像数据的读取性能放在首位。如果采用的是只支持IDE接口的主板和硬盘，即使是采用最快的P4 CPU，在读取一个150 MB左右的图像文件时，也需要将近几分钟的时间，而采用SCSI接

21、口的主板和硬盘时，读取时间可以节省1/3。第5章 总线与接口 SCSI(Small Computer System Interface)即小型计算机系统接口，多被用于高档PC机、苹果机和服务器上，它具有高速的传输性能。SCSI接口从1984年推出时的5 MB/s的传输速率，发展到至今的80 MB/s的Ultra2 SCSI，始终走在IDE接口的前面。在IDE接口推出66 MB/s的Ultra ATA/66标准之际，SCSI的160 MB/s的Ultra3 SCSI标准也已面世。SCSI最大的优点还在于它可以连接多个硬件设备，当前的IDE接口主板最多只能连接4个IDE硬件设备；而Ultra2 S

22、CSI接口可以连接15个SCSI硬件设备，并且完全向下兼容，支持长达12米的连接电缆，使系统在配置时更加方便灵活。因此，打算配置高档兼容机的用户，选择具有高速传输性能的SCSI标准存储系统是相当有必要的。第5章 总线与接口 5.5.2 5.5.2 支持支持SCSISCSI接口的主板接口的主板市场上具有SCSI接口的主板几乎都是由著名的厂商推出的产品，而在生产SCSI标准主板的厂商中最具有实力的要算是艾崴公司。艾崴公司的产品大多数都具有SCSI接口。而其它公司正好相反，只有少部分产品支持SCSI标准。艾崴BS100是一块最具有竞争实力的产品，它采用Intel BX芯片组，具有两个Ultra Wi

23、de SCSI接口，SCSI控制芯片是Adaptec AIC 7895，功能与AHA 3940UW同等级别，两个SCSI接口可以同时进行数据传输，每个的数据传输速率均为40 MB/s，两个SCSI总线的频宽可达到80 MB/s，而且可以连接30个硬件设备。第5章 总线与接口 选择好SCSI主板后，再配置SCSI硬盘。相同容量的SCSI硬盘要比IDE硬盘贵一倍多。支持Ultra2 SCSI的硬盘又要比不支持Ultra2 SCSI的硬盘贵。若有可能，配置一台SCSI光驱，例如SCSI读/写光驱以及SCSI接口的外接设备(扫描仪等)。如果将来需要增加许多SCSI设备，机箱最好能选择双电源的服务器机箱

24、，这样才能为更多的内置设备提供动力。第5章 总线与接口 5.6 USB 总总 线线 5.6.1 5.6.1 通用串行总线通用串行总线USBUSB概述概述USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)的简称，是由IBM、DEC、Intel、Northern Telecom等几家大的微机、电讯公司联合推出的一个支持即插即用(PnP)技术的外设接口标准。随着多媒体计算机的不断发展，为计算机安装的设备越来越多，这些设备有些被安装在机箱内部，如声卡、显卡、内置Modem卡等；有些则被安装在机箱的外部，如外置Modem、打印机、鼠标等。人们已切实感受到内置接口卡或设备在安装方面不如外置的

25、方便。同时，还有一个最让人头痛的事，即采用传统的I/O子系统方式来连接各式各样的扩充设备，在硬件设置上是很不方便的，如中断、DMA、I/O口地址等常常使一些经验丰富的用户也感觉有些无所适从，而这一切都随着USB的出现发生了改变。第5章 总线与接口 USB采用四芯电缆来传送信号和电源，其中的两芯用于传送信号，另外两芯用于传送电源，具有分层星形连接形式，一个USB控制器最多可以连接127个设备。USB有两种传输速率，低速传输提供1.5 MB/s的总线带宽，全速传输具有12 MB/s的总线带宽。全速传输时，节点间的连接距离最大可达5 m，有足够的长度将设备安装到想要安装的位置上。通过使用这种技术，将

26、数据传输速率为几KB/s到12 KB/s的外设，如键盘、鼠标、调制解调器、CD-ROM驱动器、扫描仪、打印机等，通过USB适配器统一的4针圆形插头与主板连接。这种连接最多可达127个外设，并支持多设备并行操作。由于USB具有较高的带宽，因此它可以与许多新的高速设备相连，如基于MPEG-2的视频产品、数字音响、数字通讯设备等，目前新型的奔腾系列主板都带有USB接口。支持USB标准的键盘、鼠标等也已进入市场。USB已成为未来微机外设的标准接口。第5章 总线与接口 5.6.2 5.6.2 USBUSB的特点的特点USB(通用串行总线)的主要技术特色如下：一个工业范围内的标准连接器。USB有一个“万用

27、”(One-Size-Fits-All)连接器，无须打开机箱就能安装或拆卸设备。“万用”连接器是热插拔的，因此安装设备时没有必要关掉计算机。有了USB，安装设备时，就不再需要在计算机内安装接口卡了，因此很容易安装计算机的配件。自动配置，多个设备串联在一起。采用USB接口的设备允许热插拔，并由操作系统对这些设备进行自动检测。第5章 总线与接口 最多可以同时连接127个设备，外部连线最长可达5 m。USB电缆能向低压设备提供5 V的电源。由于USB具有自己的电源，所以新的设备，如调制解调器、鼠标等就不再需要专用的交流电源了，它们将使用计算机的电源。这样，就可以降低这些设备的价格。与PBX或数字电话

28、相连，不需要专用的接口卡。支持高速接口，如ISDN、PRI、TI等。第5章 总线与接口 对于诸如键盘、鼠标等低速设备，数据传输速率可达1.5 MB/s；对于诸如调制解调器、扫描仪、数码相机等中速设备，数据传输速率可达1 MB/s。USB可以应用到许多设备接口上，只要设备与主机通讯所需的带宽能够满足要求，就能采用USB。USB是一种低成本的中低速串行接口标准，旨在改善微机在扩展外设方面的友好性，对实时的语音、音频和压缩视频都能很好地支持，极大地方便了外部设备与微机主机之间的连接。USB是一种新的工业标准，它将最终解决串行设备和并行设备与计算机间的连接问题。有了USB，就不必担心是否选对了串行口并

29、行口；安装扩展卡的时候，不会再为如何正确配置DIP开关、IRQ(中断)、DMA通道、I/O地址及如何正确配置驱动程序而烦恼。USB接口已成为主机板的标准配置。第5章 总线与接口 5.6.3 5.6.3 USBUSB的应用的应用USB作为一种新的串行输入/输出标准在1996年之前就已经提出来了，Intel从Pentium时代的430FX芯片组就开始提供相应的硬件支持，但是由于Windows 98以前的操作系统没能为它提供良好的软件支持，一直以来采用USB接口的设备并不多见。1998年，当Microsoft推出Windows 98之后，USB得到了全面的支持。随之而来的是，众厂家争先恐后推出采用U

30、SB接口的产品，从显示器、扫描仪到数码相机、游戏杆等等，真是琳琅满目，令人应接不暇。第5章 总线与接口 较为典型的USB产品如创新公司(Creative)推出的USB版的Video Blaster WebCam数字摄像头，它有两种接口版本，一种是并口，一种是USB口。并口版的安装就要比USB版的麻烦得多，因为除了要与并口相连之外，为了给WebCam供电，同时保证键盘的正常使用，还要用多个转接器从键盘口获取电源。相比之下，USB版的安装简单方便，不用打开微机的机箱，也无需给它外接电源，只需用一根标准的USB连接线将它与机箱后面板上的USB口相连就算是完成了硬件的安装，接下来再安装驱动程序，很快便

31、可安装完毕。第5章 总线与接口 5.7 接接 口口 5.7.1 5.7.1 接口概述接口概述随着计算机的发展，微机的外设也在不断发展和更新，因此微机与外设之间的通信接口也必须有相应的发展。PC机的输入/输出(Input/Output，I/O)子系统包括PC机系统中所有的I/O设备及相应的控制器，如键盘、鼠标、打印机、Modem、扬声器、数字电话、游戏杆及麦克风等设备的控制器。目前所有的I/O设备均采用专用接口或串/并口与系统连接。第5章 总线与接口 接口(Interface)指不同设备之间为实现相互连接和通信而具有的对接部分。由于不同的设备，特别是计算机的外部设备，都有它自己独特的系统结构、控

32、制软件等，为使不同设备(或不同厂家生产的同一类设备)能连接成一个系统且协调地工作，就必须对设备的连接有一定的约束(或叫规定)，这种约束就是“接口协议”。接口协议包括引线排列顺序、电平条件、工作速度、控制信号、供电电源等。实现接口协议的设备就称为接口。第5章 总线与接口 5.7.2 5.7.2 接口的分类接口的分类1)总线接口总线接口是PC机主机提供的接口，位于主机板上，又称为扩展槽，供插入各种功能卡使用。一般一台PC机均提供有多个扩展槽(它们均相同)，用户可随意使用。2)外设连接端口外设连接端口是主机用于连接外部设备的各种接口，主要有并行口、串行口、磁盘IDE口、SCSI接口和USB接口等。第

33、5章 总线与接口 5.7.3 5.7.3 并行口并行口并行口(简称并口)常用来连接打印机、扫描仪等外部设备。所谓“并行”，是指传送信息的方式是一个字节的8位同时传送。这样，数据的传送速度大大提高，数据传输速率比串行口快，传输速率可达40 KB/s1 MB/s。但并行传送的长度受到限制。因为若长度增加，干扰就会增加，容易出错。多数PC机均在其机箱背面提供两个标准的串行口和一个并行口插座。此外，还有连接键盘、监视器的接口。并行口主要作为打印机端口，接口使用25针的D形接头。在机箱背后有一个25孔的母插口。如果需增加并口，则要在扩展槽中增加I/O卡。第5章 总线与接口 几乎所有586机的主板都集成了

34、并行口插座，标准的并行口为Centronics口。MS-DOS规定其设备名为LPT1、LPT2等，标注为Parallel或LPT1，是一个25针的双排针插座。打印机通常就接于这种并行口。并行口的插座如图5-5所示。第5章 总线与接口 图5-5 并行口 第5章 总线与接口 并行口一般有四种工作模式：单向、双向、EPP和ECP。多数新型PC机的并口支持全部四种模式。用户可以在CMOS设置程序的“Peripherals”部分查看PC机并行口所支持的模式。(1)单向，也称SPP，这是最基本、最慢的并行口设置，数据只能输出，不能输入。速率为4050 KB/s。(2)双向，顾名思义，它允许数据在设备与PC

35、机之间双向传输，所以PC机可以接收设备的状态信息。其速率为100300 KB/s。第5章 总线与接口(3)EPP(Enhanced Parallel Port)，也称加强并行端口，这是为高性能的外部设备而设计的，例如驱动器、网卡等。其速率从400 KB/s到超过1 MB/s，EPP提供了并口的最佳性能。在CMOS中选择EPP时，一般有从1.7版到1.9版的选择。对于最近购置的设备，可以选1.9版。(4)ECP(Extended Capability Port)规范，也称增强能力端口，它既允许双向传输，又提高了传输速率。如果打印机或别的设备支持ECP，PC机就可以得到该设备的状态信息或错误信息。

36、在CMOS设置中选择ECP时，系统要求选择一个DMA通道。此时可以像分配IRQ一样分配DMA通道。为了避免冲突，可以先在“Device Manager”(适用于Windows 2000/XP)中找到一个空闲的DMA通道。如果无法避免冲突，就只能使用双向模式。第5章 总线与接口 5.7.4 5.7.4 串行口串行口串行口传送信息的方式是一位一位地依次传送。PC机中所用的标准串行口为RS-232C接口，鼠标就接于这种串行口。PC机一般带有一个或两个内置串口，每个端口都在机箱背后配有相应的插口。串口是以比特为单位来传输数据的。串口的数据传输速率取决于UART(通用异步收发器)芯片，该芯片能将PC总线

37、上的并行数据(单字节或多字节数据)分割成以比特为单位的数据流，从而实现在串行线缆中的数据传输。PC机一般至少有两个串行口，如图5-6所示。第5章 总线与接口 图5-6 串行口 第5章 总线与接口 DOS规定其串口的设备名为COM1、COM2等。串行口与并行口不同，其数据和控制信息是一位一位串行地传送的。这样虽然传输速度会慢一些，但传送的距离比并行口长。因此长距离的通信应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，而COM2使用的是DB25针连接器。还有一种红外型串口(Infrared Data Association，IrDA)，其传输速率可高达115.2 KB/s，主要用于设备间近距离数

38、据的无线交换。第5章 总线与接口 5.7.5 5.7.5 磁盘接口磁盘接口1)1)IDEIDE接口接口IDE(Integrated Drive Electronic)接口也叫做ATA端口，只可以接两个容量不超过528 MB的硬盘驱动器，接口的成本很低，因此在386、486时期非常流行。但大多数IDE接口不支持DMA数据传送，只能使用标准的I/O端口指令来传送所有的命令、状态和数据。586主板上一般都集成有两个40针的双排针IDE接口插座，分别标注为IDE1和IDE2(如图5-7所示)。第5章 总线与接口 图5-7 IDE接口 第5章 总线与接口 2)EIDE接口EIDE(Extended ID

39、E)接口较IDE接口有了很大改进，是目前最流行的接口。其优势主要如下：EIDE接口所支持的外设不再是2个而是4个，所支持的设备除了硬盘，还包括CD-ROM驱动器、磁盘备份设备等。EIDE标准取消了528 MB容量的限制，硬盘容量可扩展到8 GB。EIDE有更高的数据传送速率，支持PIO(并行输入/输出)的模式3和模式4标准。第5章 总线与接口 5.7.6 5.7.6 SCSISCSI接口接口CSI接口即小型计算机系统接口，被广泛应用在图形处理和网络服务的计算机中。SCSI接口除了可接硬盘以外，还可以连接CD-ROM驱动器、扫描仪和打印机等。SCSI接口的主要特点如下：可同时连接7个外设。总线配

40、置为并行方式的8位、16位或32位。允许最大硬盘空间为8.4 GB(有些已达到9.09GB)。第5章 总线与接口 更高的数据传输速率。IDE的数据传输速率最高仅为2 MB/s，SCSI通常可以达到5 MB/s，FAST SCSI(SCSI-2)能达到10 MB/s，SCSI-3甚至能够达到40 MB/s，而EIDE最高只能达到16.6 MB/s。SCSI接口硬盘的成本较IDE和EIDE接口硬盘高很多，而且SCSI接口硬盘必须和SCSI接口卡配合使用，SCSI接口卡也比IED和EIDE接口贵很多。第5章 总线与接口 SCSI接口是智能化的，可以彼此通信而不增加CPU的负担。在IDE和EIDE设备

41、之间传输数据时，CPU必须介入，而SCSI设备在数据传输过程中起主动作用，并能在SCSI总线内部具体执行，直至完成数据传输后再通知CPU。SCSI接口(SCSI-2)的插头和插座如图5-8所示，共有50针，分为两排。第5章 总线与接口 图5-8 SCSI接口的插头和插座(a)插头；(b)插座 第5章 总线与接口 5.7.7 5.7.7 USBUSB接口接口最新的USB串行接口标准是由Microsoft、Intel、Compaq、IBM等大公司共同推出的。它提供机箱外的即插即用连接，用户在连接外设时不用再打开机箱、关闭电源，而是采用“级联”方式，每个USB设备用一个USB插头连接到另一个外设的U

42、SB插座上，而其本身又提供一个USB插座给下一个USB设备使用。通过这种方式的连接，一个USB控制器可以连接多达127个外设，每个外设间的距离可达5 m。USB统一的4针插头将取代机箱后众多的串口、并口、鼠标、键盘等插头。USB能智能识别USB链上外围设备的插入与拆卸。第5章 总线与接口 除了连接鼠标、键盘等，USB还能连接ISDN、电话系统、数字音响、打印机以及扫描仪等低速外设。USB接口的插座如图5-9所示。第5章 总线与接口 图5-9 USB接口插座 第5章 总线与接口 USB系统由USB宿主Host、USB设备和它们间连接的电缆三部分组成。Host存在于主机内，它包括软件部分和Host

43、控制器。USB设备分成两种：一种是集线器(Hub)，其功能是为其它USB设备提供扩展端口；另一种是功能块，它是完成某项具体功能的硬件设备，如鼠标、键盘等。所有USB外设都提供单一的标准接口，某个外设(甚至PC机本身)就可作为其它外设的集线器，通过标准接口便可直接挂接其它USB外设。第5章 总线与接口 5.7.8 5.7.8 IEEE 1394IEEE 1394接口接口IEEE 1394接口主要是用于数码传输的技术。可能很多使用DV数码摄录机的朋友，都知道IEEE 1394这个标准，其实IEEE 1394是由苹果电脑公司研发的FireWire(火线)技术，在经由电子 电 机 工 程 师 协 会

44、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)审核通过之后定名为IEEE 1394。Microsoft公司在Windows 98第二版以后就开始正式支持IEEE 1394的应用。现在，苹果、康柏、松下、飞利浦、新力和东芝等公司都在推广IEEE 1394技术。第5章 总线与接口 IEEE 1394技术最突出的方面表现为，它不但传输速度相当快，同时它还支持热插拔技术，允许按树状结构进行相互连接。目前IEEE 1394技术用于近距离连接时，其最大传输速度可以达到3.2 Gb/s；远距离(50 m内)传输时，其最快也能达到400 Mb/s

45、。所以，IEEE 1394技术对于需要大信息量传输，如实现主机与外部设备间进行数码声音、视频等数据的传输时，确实是十分方便、快捷的方式。IEEE 1394技术可以用来连接任何支持IEEE 1394标准的外部设备，如摄录机、放像机、VCD机、DVD机、数码相机、数码摄录机等设备。第5章 总线与接口 图5-10 IEEE 1394接口 第5章 总线与接口 练习和思考题练习和思考题 5.1 微机系统中总线的性能指标有哪些？各自的含义是什么？5.2 微机系统中常用的总线有哪几种？各自的特点是什么？5.3 ISA总线的主要特点是什么？5.4 PCI总线的主要特点是什么？5.5 AGP总线的主要特点是什么？5.6 SCSI总线的主要特点是什么？5.7 USB总线的主要特点是什么？5.8 试说明并口、串口、磁盘接口、SCSI接口与USB接口各自的特点。