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1、第 2 章 多媒体设备 多媒体设备是信息处理的基本支柱，多媒体多媒体设备是信息处理的基本支柱，多媒体设备的发展也日新月异。一方面，对传统的设备的发展也日新月异。一方面，对传统的标准设备进行了多媒体化的技术改革，包括标准设备进行了多媒体化的技术改革，包括计算机核心部件计算机核心部件CPUCPU处理器的基本结构、总处理器的基本结构、总线结构、设备接口等。同时对于多媒体附加线结构、设备接口等。同时对于多媒体附加设备的开发研制取得了瞩目的成果，例如更设备的开发研制取得了瞩目的成果，例如更加便捷的加便捷的I/OI/O设备、音设备、音/视频设备、图形视频设备、图形/像像加速处理设备等，都从应用的角度出发，
2、全加速处理设备等，都从应用的角度出发，全方位地提高了多媒体数据处理的方位地提高了多媒体数据处理的MPCMPC的基本的基本功能。由于网络的发展和多媒体网络应用的功能。由于网络的发展和多媒体网络应用的需求，多媒体设备的开发延伸到了网络设备。需求，多媒体设备的开发延伸到了网络设备。2.1 2.1 多媒体计算机核心设备多媒体计算机核心设备 多媒体计算机核心设备所具有的多媒体多媒体计算机核心设备所具有的多媒体处理能力主要体现在多媒体的处理能力主要体现在多媒体的处理器处理器、总线总线和和多媒体接口多媒体接口几个方面。几个方面。2.1.1 2.1.1 多媒体处理器多媒体处理器 CPUCPU处理器是处理器是P
3、CPC机的核心部件，要使机的核心部件，要使CPUCPU能增加能增加多媒体和网络的功能，必须重新考虑多媒体和网络的功能，必须重新考虑CPUCPU体系体系机构的设计。但是，原有的机构的设计。但是，原有的CPUCPU基本功能所起基本功能所起的作用决定了它不可偏废的重要性，为了在原的作用决定了它不可偏废的重要性，为了在原有有CPUCPU处理器的基础上将其扩展为多媒体核心处理器的基础上将其扩展为多媒体核心处理器，改革设计的方案应采用以下几个原则：处理器，改革设计的方案应采用以下几个原则：1 1 多媒体处理器的设计应采用国际标准。多媒体处理器的设计应采用国际标准。2 2 在原有基本指令集的基础上扩展在原有
4、基本指令集的基础上扩展。3 3 设计开发应综合考虑多媒体和网络的功能。设计开发应综合考虑多媒体和网络的功能。4 4 在在CPUCPU芯片中，应集成多媒体和网络的技术。芯片中，应集成多媒体和网络的技术。多媒体指令集多媒体指令集 处处理理器器依依靠靠指指令令来来执执行行计计算算和和控控制制系系统统，CPUCPU的的设设计计规规定定了了一一系系列列与与其其硬硬件件电电路路相相配配合合的的指指令令系系统统。指指令令集集是是提提高高微微处处理理器器效效率率的的最最有有效效工工具具之之一一。CPUCPU的的基基本本指指令令集集可可分分为为CISCCISC（复复杂杂指指令令集集）和和RISCRISC（精精简
5、简指指令令集集）两两部部分分。CISCCISC指指令令系系统统因因为为其其指指令令种种类类太太多多、指指令令格格式式不不规规范范、寻寻址址方方式式太太多多而而显显得得较较复复杂杂，RISCRISC体体系系结结构构的的设设计计是是通通过过减减少少指指令令种种类类、规规范范指指令令格格式式和和简简化化寻寻址址方方式式，方方便便处处理理器器内内部部的的并并行行处处理理，提提高高VLSIVLSI器器件件的的使使用用效效率率，从从而使处理器性能得到大幅度提高。而使处理器性能得到大幅度提高。多媒体处理器主要是在多媒体和网络功能上扩大了指令多媒体处理器主要是在多媒体和网络功能上扩大了指令集，扩展的指令集定义
6、了新的数据和指令，如集，扩展的指令集定义了新的数据和指令，如IntelIntel的的MMXMMX、SSESSE、SSE2SSE2和和AMDAMD的的3DNow!3DNow!等都是等都是CPUCPU的扩展指令集，的扩展指令集，能够极大地提高某方面数据处理能力，增强了能够极大地提高某方面数据处理能力，增强了CPUCPU的多媒的多媒体、图形图象和体、图形图象和InternetInternet等的处理能力。等的处理能力。MMX MMX 指令集指令集 MMXMMX（Multi Multi Media Media eXtensioneXtension）指指令令集集是是IntelIntel公公司司于于199
7、61996年年推推出出的的一一项项多多媒媒体体指指令令增增强强技技术术。Intel提提供供的的资资料料表表表表明明，应应用用MMXMMX技技术术之之后后，多多媒媒体体及及通通讯讯应应用用的的表表现现和和品品质质得得到到了了大大幅幅度度地地提提高高。MMX MMX 技技术术不不仅仅能能提提高高图图像像、视视频频和和声声频频的的质质量量和和性性能能。它它还还支支持持更更多多的的同同步步操操作作，使使多多个个音音频频频频道道、高高质质视视频频、动动画画和和互互联联网网通通讯讯同同时运行。时运行。MMXMMX技术的特点为：技术的特点为：1 1、定义了四种新的数据类型定义了四种新的数据类型新数据类型包括
8、紧缩字节型、紧缩字型、紧缩新数据类型包括紧缩字节型、紧缩字型、紧缩双字型和四字类型这四种包装字类型。双字型和四字类型这四种包装字类型。2 2、增加了增加了 5757条新指令条新指令MMXMMX指令集中包括指令集中包括5757条多媒体指令，涉及算术运算、条多媒体指令，涉及算术运算、比较运算、转换运算、逻辑运算、移位运算、数据转比较运算、转换运算、逻辑运算、移位运算、数据转移、移、MMXTMMMXTM状态置空等状态置空等7 7组指令。组指令。3 3、采用单指令、多数据（采用单指令、多数据（SIMDSIMD）技术技术具有具有SIMDSIMD结构的一条结构的一条MMXMMX指令能够同时处理指令能够同时
9、处理8 8个、个、4 4个个或或2 2个数据单元，在需要处理的数据超过实际处理能个数据单元，在需要处理的数据超过实际处理能力的时候也能进行正常处理，这种可提供平行操作的力的时候也能进行正常处理，这种可提供平行操作的指令指令比一般的指令具有更高的性能比一般的指令具有更高的性能。4 4、使用使用8 8个个6464位宽的位宽的MMXMMX寄存器寄存器使用多个使用多个6464位宽的位宽的MMXMMX寄存器，执行一条寄存器，执行一条MMXMMX指令可指令可将包装字的多个数据同时取出运算，实现并行处理。将包装字的多个数据同时取出运算，实现并行处理。SSE SSE 指令集指令集 SSE(Streaming
10、SSE(Streaming SIMD SIMD ExtensionsExtensions指指令令集集是是Intel Intel 在在Pentium Pentium 处处理理器器中中率率先先推推出出的的。而而最最终终推推出出的的SSESSE指指令令集集包包括括了了7070条条指指令令，其其中中包包含含提提高高3D3D图图形形运运算算效效率率的的5050条条SIMDSIMD（单单指指令令多多数数据据技技术术）浮浮点点运运算算指指令令、1212条条MMX MMX 整整数数运运算算增增强强指指令令、8 8条条优优化化内内存存中中连连续续数数据据块块传传输输指指令令。理理论论上上这这些些指指令令对对目目
11、前前流流行行的的图图像像处处理理、浮浮点点运运算算、3D3D运运算算、视视频频处处理理、音音频频处处理理等等诸诸多多多多媒媒体体应应用用起到全面强化的作用。起到全面强化的作用。SSESSE与与MMXMMX指令相兼容，它可以通过指令相兼容，它可以通过SIMDSIMD和单时钟周期并和单时钟周期并行处理多个浮点数据来有效地提高浮点运算速度。行处理多个浮点数据来有效地提高浮点运算速度。为为了了应对应对AMDAMD的的3DNow!3DNow!指令集，指令集，IntelIntel又在又在SSESSE的基的基础础上开上开发发了了SSE2SSE2，SSE2SSE2指令集包括指令集包括144144条新建指令，使
12、条新建指令，使得得P4P4处处理器性能有大幅度提高。最早的理器性能有大幅度提高。最早的SIMDSIMD扩扩展指令展指令集，集，SSE2SSE2涉及了多重的数据目涉及了多重的数据目标标上立刻上立刻执执行一行一单单个的个的指令，指令，最重要的是最重要的是SSE2SSE2能能处处理理128128位和双精度浮点数位和双精度浮点数运算。运算。这这种更精确浮点数的种更精确浮点数的处处理能力使理能力使SSE2SSE2成成为为加快加快多媒体程序、多媒体程序、3D3D处处理工程以及工作站理工程以及工作站类类型任型任务处务处理速理速度的基度的基础础配置。配置。3DNow!指令集指令集 3DNow!3DNow!指令
13、集是由指令集是由AMD AMD 公司提出的，它公司提出的，它实际实际上是包含上是包含了了21 21 条机器条机器码码的的扩扩展指令集。展指令集。3DNow!3DNow!指令集主要指令集主要针针对对三三维维建模、坐建模、坐标变换标变换 和效果渲染等三和效果渲染等三维应维应用用场场合，合，在在软软件的配合下，件的配合下，3DNow!3DNow!指令集可以大幅度提高指令集可以大幅度提高3D 3D 处处理性能。理性能。与与Intel Intel 公公司司的的MMX MMX 技技术术相相比比，3DNow!3DNow!指指令令集集在在整整数数运运算算的的侧侧重重上上有有所所不不同同。在在推推出出3DNow
14、!3DNow!指指令令后后，Intel Intel 公公司司又又推推出出SSESSE指指令令，虽虽然然SSESSE包包含含了了3DNow!3DNow!技技术术的的绝绝大大部部分分功功能能，但但是是其其实实现现的的方方法法不不相相同同，且彼此互不兼容。且彼此互不兼容。后来，在后来，在AthlonAthlon上开上开发发出增出增强强型型 3DNow!3DNow!指令集。指令集。这这个指令集在原有指令的基个指令集在原有指令的基础础上，将指令个数增加上，将指令个数增加至至5252个。个。这这些些AMDAMD标标准的准的SIMDSIMD指令包含一些指令包含一些 SSESSE码码，和和IntelIntel
15、的的SSESSE具有相同功能，并没有比具有相同功能，并没有比SSE2SSE2具有更具有更大的大的优势优势。2.1.2 2.1.2 多媒体多媒体总线总线 随着多媒体技随着多媒体技术术的的发发展和广泛展和广泛应应用，原来用，原来负责计负责计算机内部各部件之算机内部各部件之间间通通讯讯的的ISAISA（1616位位/8MHz/8MHz）、）、EISAEISA（3232位位/16MHz/16MHz）已已远远远远不能适不能适应应数据数据传输传输的需要了。的需要了。9090年代初推年代初推出的出的PentiumPentium将数据精度将数据精度扩扩大到大到6464位，位，处处理理速度从速度从60MHz60
16、MHz提高到提高到200MHz200MHz，同同时许时许多外多外设设的的处处理速度也有了大幅度的提高。理速度也有了大幅度的提高。PCIPCI局部局部总线总线 19921992年年，视视频频电电子子标标准准协协会会按按局局部部总总线线（Local Local BusBus）标标准准设设计计了了一一种种开开放放性性总总线线，称称为为VESA VESA 总总线线。VESAVESA总总线线的的总总线线宽宽度度是是3232位位，最最高高总总线线频频率率为为33MHz33MHz。局局部部总总线线技技术术从从根根本本上上改改变变了了PCPC的的体体系系结结构构，使使得得局局部总线独立于部总线独立于CPUCP
17、U系统总线。系统总线。PCIPCI（Peripheral Component InterconnectPeripheral Component Interconnect）是一种是一种先先进进的局部的局部总线总线，而且已成，而且已成为为局部局部总线总线的一个的一个标标准。准。PCIPCI首先由首先由IntelIntel公司提出，并由公司提出，并由PCISIGPCISIG（Peripheral Peripheral Component Interconnect Special Interest GroupComponent Interconnect Special Interest Group）研
18、制开研制开发发。PCI PCI 总总线线独独立立于于CPUCPU系系统统总总线线，它它是是在在CPUCPU和和原原来来的的系系统统总总线线之之间间插插入入的的一一级级总总线线，通通过过一一个个桥桥接接电电路路实实现现对对这这一一层层的的管管理理，并并实实现现上上下下之之间间的的接接口口以以协协调调数数据据的的传传送送。PCI PCI 总总线线采采用用了了独独特特的的中中间间缓缓冲冲器器设设计计，使使得得显显示示卡卡、声声卡卡、网网卡卡、硬硬盘盘控控制制器器等等高高速速的的外外围围设设备备可可以以直直接接连连接接到到CPU CPU 总总线线上上，并并能能在在高高时时钟钟频频率率下下保保持持高高性
19、性能能。PCIPCI总总线线也也支支持持总总线线主主控控技技术术，允允许许智智能能设设备备在在需需要要时时取取得得总线控制权，以加速数据传送。总线控制权，以加速数据传送。PCIPCI总线总线能能够够支持支持1010台外台外设设，总线时钟频总线时钟频率率为为33.3MHz/66MHz33.3MHz/66MHz，最大数据最大数据传输传输速率速率为为133MB/s 133MB/s，支持支持时时钟钟同步方式，与同步方式，与CPUCPU及及时钟频时钟频率无关，率无关，总线宽总线宽度度为为 3232位位（5V5V）/64/64位（位（3.3V3.3V），），能自能自动识别动识别外外设设，特，特别别适合与适
20、合与IntelIntel的的CPUCPU协协同工作。同工作。AGPAGP总线总线 PCIPCI总总线线技技术术无无法法满满足足要要求求越越来来越越高高的的3D3D图图形形的的显显示示问问题题，因因为为3D3D图图形形处处理理的的所所有有数数据据都都要要通通过过PCIPCI总总线线在在系系统统和和显显示示卡卡之之间间直直接接进进行行交交换换，其其中中的的纹纹理理数数据据需需要要占占用用相相当当多多的的带带宽宽，所所以以继继续续应应用用PCIPCI总总线线必必将将制制约约图图形形子系统乃至整个系统。子系统乃至整个系统。AGPAGP（加加速速图图形形接接口口，Accelerated Accelera
21、ted Graphics Graphics PortPort）是是Intel Intel 于于19961996年年7 7月月正正式式推推出出的的，它它也也被被称称为为图图形形显显示示卡卡专专用用总总线线。AGP AGP 总总线线只只负负责责控控制制芯芯片片和和AGP AGP 显显卡卡之之间间的的指指令令、数数据据和和地地址址的的传传输输，并并可可以以和和PCIPCI总总线线共共同同存存在在。如如图图2-12-1所所示示，AGPAGP总总线线是是通通过过直直接接连连接接控控制制芯芯片片和和AGPAGP显显示示卡卡的的，这这种种传传输输方方式式使使得得3D3D图图形形数数据据的的处处理理和和输输出
22、出不不需需要要通通过过PCIPCI总总线线，这这样样就就大大幅幅度度地地提提高高了了3D3D图图形形在在计算机上的显示能力。计算机上的显示能力。图2-1 AGP总线工作原理PCI-XPCI-X局部局部总线总线 近近年年来来，IntelIntel架架构构服服务务器器进进入入了了网网络络的的应应用用，这这种种服服务务器器性性能能可可靠靠、价价格格低低廉廉，为为整整个个服服务务器器市场增添了新的动力。市场增添了新的动力。采用英特采用英特尔尔处处理器的服理器的服务务器称器称为为IAIA（Intel Intel Architec-tureArchitec-ture）架构服架构服务务器，它主要包括五方器，
23、它主要包括五方面的内容，即面的内容，即“采用采用Intel CPU”Intel CPU”、“采用采用IntelIntel的的服服务务器主板器主板”、“采用采用IntelIntel的的RAIDRAID技技术术”、“采用采用IntelIntel认证过认证过的的软软硬件硬件”、“（免（免费费的）服的）服务务器管器管理理ISM”ISM”。为为解决解决IntelIntel架构服架构服务务器器中中PCIPCI总线总线的瓶的瓶颈问题颈问题，CompaqCompaq、IBMIBM和和HPHP公司将公司将PCIPCI芯片芯片组组的的时钟时钟速率和速率和数据数据传输传输速率分速率分别别提高到提高到133MHz13
24、3MHz和和1GB/s1GB/s。利用利用对对等等PCIPCI技技术术和和IntelIntel公司的快速芯片作公司的快速芯片作为为智能智能I/OI/O电电路的路的协处协处理器来构建系理器来构建系统统，这这种新的种新的总线总线称称为为PCI-XPCI-X。PCI-X PCI-X 技技术术能通能通过过增加增加计计算机算机CPUCPU与网卡、打印机、硬与网卡、打印机、硬盘盘存存储储器等各种外器等各种外围设围设备备之之间间的数据流量来提高服的数据流量来提高服务务器的性能。器的性能。NGIONGIO总线总线 NGIONGIO（Next Generation Input/OutputNext Genera
25、tion Input/Output）总线总线是是IntelIntel公司推出的下一代公司推出的下一代I/OI/O总线结总线结构。构。NGIONGIO总线总线结结构改构改变变了了CPUCPU传输传输数据的方式，在数据的方式，在CPUCPU和外部和外部设设备备之之间间不不进进行同步数据行同步数据传输传输，而是将信息打成数，而是将信息打成数据包在目据包在目标标通道适配器和主通道适配器通道适配器和主通道适配器间发间发送。送。这这是一种异步通是一种异步通讯讯方式，使方式，使CPUCPU在在处处理理时时不必等不必等待速度相待速度相对较对较慢的外慢的外围设备围设备数据的数据的处处理。理。NGIONGIO有有
26、一一个个多多级级交交换换器器，它它一一端端连连接接2 2个个目目标标通通道道适适配配器器和和PCIPCI控控制制器器，PCIPCI总总线线另另一一端端连连接接主主通通道道适适配配器器，通通过过主主通通道道适适配配器器连连接接芯芯片片组组，芯芯片片组组再再连连接接CPUCPU和和内内存存。NGIONGIO有有4 4条条连连线线，2 2条条用用于于输输入入，2 2条条用用于于输输出出，数据传输率为数据传输率为2.5GB/s2.5GB/s。NGIONGIO具有具有较较好的性能和好的性能和较较高的可靠性和可伸高的可靠性和可伸缩缩性。工性。工作作时时，NGIONGIO将将处处理器与理器与I/OI/O分离
27、，由分离，由连连接到服接到服务务器内器内存上的存上的I/OI/O引擎与外引擎与外设进设进行通信。行通信。NGIONGIO还还可以可以创创建多建多条条I/OI/O通道，允通道，允许许通道上的信号通道上的信号类类型型变变化，其交化，其交换换器器集合采用允集合采用允许许数据数据选择选择多条路径的多条路径的“交交换结换结构构”方式。方式。2.1.3 2.1.3 多媒体硬件接口多媒体硬件接口多媒体接口解决多媒体接口解决计计算机与外算机与外设设之之间间的通的通讯讯，由于多媒体外部由于多媒体外部设备设备品种多，物理性能相差品种多，物理性能相差大，且数据交大，且数据交换换的方式不同，因此在的方式不同，因此在P
28、CPC的主的主板上板上设设置了不同的置了不同的设备设备接口，接口，较较重要的多媒重要的多媒体接口主要是体接口主要是IDEIDE、SCSISCSI和和USBUSB。IDEIDE接口接口 IDEIDE（Integrated Drive ElectronicsIntegrated Drive Electronics，集成驱动电集成驱动电子接口子接口）接口，如）接口，如图图2-22-2所示，也称所示，也称为为ATAATA（Advanced Advanced Technology AttachmentTechnology Attachment）接口，主要用来接口，主要用来连连接硬接硬盘盘或光或光驱驱并并
29、实现实现数据的数据的传输传输。以后又推出了。以后又推出了EIDEEIDE（Enhanced IDEEnhanced IDE）规规格，格，EIDEEIDE还还制定了制定了连连接光接光盘盘等非硬等非硬盘产盘产品的品的标标准。准。这这个可个可连连接非硬接非硬盘类盘类的的IDEIDE标标准，又称准，又称为为ATAPIATAPI接口。接口。从从IntelIntel的的430TX430TX芯片组开始，就提供了对芯片组开始，就提供了对Ultra DMA 33Ultra DMA 33的支持，能提供了最大的支持，能提供了最大33MB/s33MB/s的的数据传输率，以后又很快发展到了数据传输率，以后又很快发展到了
30、ATA 66ATA 66，ATA 100ATA 100和和ATA 133ATA 133标准，它们分别提供标准，它们分别提供66MB/s66MB/s，100MB/s100MB/s以及以及133MB/s133MB/s的最大数据传输率。的最大数据传输率。图图2-2 IDE集成驱动电子接口集成驱动电子接口SCSISCSI接口接口 SCSISCSI（Small Small Computer Computer System System InterfaceInterface）接接口口又又称称为为小小型型计计算算机机系系统统接接口口，用用来来连连接接主主机机和和外外围围设设备备。它它由由SCSISCSI控控
31、制制器器进进行行数数据据操操作作，SCSISCSI控控制制器器相相当当于于一一块小型块小型CPUCPU，有自己的命令集和缓存。有自己的命令集和缓存。SCSISCSI经经过过了了SCSI-1SCSI-1、SCSI-2SCSI-2、SCSI-3SCSI-3、Ultra2Ultra2 SCSISCSI、Ultra3 Ultra3 SCSISCSI和和Ultra320 Ultra320 SCSISCSI各各个个发发展展阶阶段段，它它们们主主要要的的区区别别在在于于SCSISCSI标标准准中中使使用用的的命命令令集集，以以及及带带宽宽、设设备备的的最最大大可可能能速速度度，传传输输速速度度已已从从SCS
32、I-1SCSI-1的的5MB/s5MB/s发展到发展到LVDLVD的的160MB/s160MB/s、320 MB/s320 MB/s。Ultra3 SCSIUltra3 SCSI采用双采用双缘传输频缘传输频率，率，传输传输率是率是160MB/s160MB/s。性能性能进进一步提高，可保一步提高，可保证证数据的完整性和可靠性，能数据的完整性和可靠性，能够进够进行行CRC(CRC(循循环环冗余校冗余校验验)和范和范围围确确认认。CRC CRC 保保证证在在连连接状接状态态不好或在不好或在热热交交换时换时将新硬将新硬盘连盘连入系入系统统的情的情况下数据不会况下数据不会丢丢失。范失。范围围确确认认保保
33、证证了数据以尽可能快了数据以尽可能快的速度的速度进进行行传输传输。Ultra160 Ultra160 SCSISCSI将将一一个个6464位位的的PCIPCI界界面面和和一一个个Ultra Ultra 160 160 SCSISCSI通通道道结结合合起起来来，最最大大数数据据传传输输速速度度为为160MB/s160MB/s，支支持持的的缆缆线线长长度度为为1212米米，可可连连接接Ultra Ultra 160 160 SCSI SCSI(LVD)(LVD)、legacylegacy硬硬盘盘（是是使使用用usbusb端端口口技技术术来来连连接接的的硬硬盘盘）、以以及及流流行行的的SCSISCS
34、I设设备备。PCI PCI 双双通通道道的的Ultra Ultra 160 160 SCSI SCSI 主主适适配配器器，支支持持混混合合数数据据传传输输速速度度达达到到 320MB/s320MB/s，最最多多连连接接3030个设备。个设备。Ultra320 Ultra320 SCSISCSI的的全全称称为为“Ultra320 Ultra320 SCSI SCSI SPI-4SPI-4”技技术术规规范范。Ultra320 Ultra320 SCSI SCSI 单单通通道道的的数数据据传传输输速速率率最最大大可可达达320M/S320M/S，如果采用双通道如果采用双通道SCSISCSI控制器可以
35、达到控制器可以达到640M/640M/秒。秒。SCSISCSI接口的特点接口的特点1 1、可同时连接多达可同时连接多达3030个外设。个外设。2 2、总线配置为并行总线配置为并行8 8位、位、1616位、位、3232位或位或6464位。位。3 3、支支持持的的高高速速硬硬盘盘空空间间有有些些已已高高达达146.8GB146.8GB，如如146GB146GB的的Maxtor Maxtor 硬盘。硬盘。4 4、支支持持更更高高的的数数据据传传输输速速率率，IDEIDE是是2MB/S2MB/S，最最早早的的SCSISCSI就就可可以以达达到到5MB/S5MB/S，SCSI-2SCSI-2能能达达到到
36、10MB/S10MB/S，SCSISCSI3 3能能够够达达到到40MB/s40MB/s、80MB/S80MB/S。Ultra160 Ultra160 SCSISCSI的的最最大大数数据据传传输输速速度为度为160MB/S160MB/S，支持混合数据传输速度达到支持混合数据传输速度达到 320MB/S320MB/S。5 5、成成本本较较高高，SCSISCSI接接口口在在速速度度、性性能能和和稳稳定定性性方方面面都都比比IDEIDE和和EIDEEIDE接接口口好好，但但是是造造价价较较高高。而而且且与与SCSISCSI接接口口硬硬盘盘配合使用的配合使用的SCSISCSI接口卡也比较昂贵。接口卡也
37、比较昂贵。6 6、智能化的接口，智能化的接口，SCSISCSI设备在数据传输过程中无须通过设备在数据传输过程中无须通过CPUCPU，通过通过SCSISCSI总线内部的命令描述块的传送去启动、连总线内部的命令描述块的传送去启动、连接目标设备并执行具体任务，完成后才通知接目标设备并执行具体任务，完成后才通知CPUCPU。USBUSB接口接口 USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus，通用串行总线）通用串行总线）是一种新型的是一种新型的PCPC接口技术。接口技术。USBUSB使用一个使用一个4 4针插头针插头作为标准（采用菊花链形）插头，可以将外
38、部设作为标准（采用菊花链形）插头，可以将外部设备连接到计算机主板上。备连接到计算机主板上。USB1.1USB1.1标标准准 USB1.1USB1.1标标准准的的传传输输速速度度为为12Mbps12Mbps，理理论论上上可可以以支支持持127127个个使使用用USBUSB接接口口的的外外设设，通通过过USB USB HUBHUB即即USBUSB集集线线器器连连接接多个周边设备，多个周边设备，连接线缆的最大长度为连接线缆的最大长度为5 5米。米。USBUSB标标准准将将USBUSB分分为为五五个个部部分分：控控制制器器、控控制制器器驱驱动动程程序序、USBUSB芯芯片片驱驱动动程程序序、USBUS
39、B设设备备以以及及针针对对不不同同USBUSB设设备备的的客客户驱动程序。户驱动程序。同同时时，USBUSB标标准中定准中定义义了以下四种不同的数据了以下四种不同的数据传输传输方式方式:1 1、等等时时传传输输方方式式（IsochronousIsochronous）：USBUSB并并不不会会处处理理传传输输时时的的错错误误。可可以以用用于于对对时时间间极极敏敏感感、需需要要连连续续传传输输数数据据而而对对数数据据正正确确性性要要求求不不高高的的USBUSB设设备备（麦麦克克风风、音音箱等）。箱等）。2 2、中中断断传传输输方方式式(Interrupt)(Interrupt)：传传输输时时可可以
40、以实实时时处处理理错错误误。可可以以用用于于传传送送数数据据量量小小但但需需要要实实时时处处理理数数据据的的USBUSB设备（键盘、鼠标等）。设备（键盘、鼠标等）。3 3、控控制制传传输输方方式式(Control)(Control)：USBUSB设设备备接接收收到到这这些些数数据据后后，会会以以先先进进先先出出的的原原则则处处理理数数据据。可可以以用用于于处处理理系系统到统到USBUSB设备的数据传送。设备的数据传送。4 4、批批传输传输方式方式(Bulk)(Bulk)：当当传输时发传输时发生生错误错误，USBUSB会重会重新新发发送正确的数据。可以用于送正确的数据。可以用于传输传输数据数据时
41、时要求正确无要求正确无误误的的USBUSB设备设备（打印机、（打印机、扫扫描描仪仪等）。等）。USB 2.0USB 2.0标标准准 USB 2.0USB 2.0接口接口标标准由准由COMPAQCOMPAQ、Hewlett PackardHewlett Packard、IntelIntel、LucentLucent、MicrosoftMicrosoft、NECNEC和和PHILIPSPHILIPS等等7 7家家厂商厂商联联合制定。目的是提高合制定。目的是提高设备设备之之间间的数据的数据传输传输速速度，以便可以使用具有各种速度的且更加高效的外度，以便可以使用具有各种速度的且更加高效的外部部设备设备
42、。如如图图2-32-3所示的是所示的是贝贝尔尔金金BELKIN USE2.0BELKIN USE2.0传传输线标输线标准版准版1.81.8米的米的线缆线缆和接和接头头。图2-3 USE2.0标准使用的线缆和接头USB2.0USB2.0标标准的主要特点：准的主要特点：1 1、速速度度快快：接接口口的的传传输输速速度度高高达达480Mbps480Mbps，和和串串口口115200bps115200bps的的速速度度相相比比，相相当当于于串串口口速速度度的的40004000多多倍倍，完完全能满足需要大量数据交换的外设的要求。全能满足需要大量数据交换的外设的要求。2 2、连连接接简简单单快快捷捷：所所
43、有有的的USBUSB外外设设可可通通过过机机箱箱外外的的USBUSB接口直接连入计算机。接口直接连入计算机。3 3、无无须须外外接接电电源源：USBUSB电电源源能能向向低低压压设设备备提提供供5V5V的的电电源。源。4 4、有有不不同同的的带带宽宽和和连连接接距距离离：USBUSB提提供供低低速速与与全全速速两两种种数数据据传传送送速速度度。全全速速传传送送时时，结结点点间间连连接接距距离离为为5m5m，连连接接使使用用4 4芯芯电电缆缆(电电源源线线2 2条条，信信号号线线2 2条条)。该该速速率率比比标标准准串串行行端端口口的的传传输输速速度度快快100100倍倍左左右右，比比标标准准的
44、的并并行行端端口口的的传传输输速速度度快快近近1010倍倍。USBUSB能能支支持持高高速速接接口口(例例如如ISDNISDN、PRIPRI、T1T1等等)，使用户拥有足够的带宽供新的数字外设使用。，使用户拥有足够的带宽供新的数字外设使用。5 5、多多设设备备连连接接：利利用用菊菊花花链链的的形形式式扩扩展展端端口口，从从而减少了而减少了PCPC机机I/OI/O接口数量。接口数量。6 6、提提供供了了对对电电话话的的两两路路数数据据支支持持：USBUSB可可支支持持异异步步以以及及等等时时数数据据传传输输，使使电电话话可可与与PCPC集集成成，共共享享语音邮件及其他特性。语音邮件及其他特性。7
45、 7、具具有有高高保保真真音音频频：由由于于USBUSB音音频频信信息息生生成成于于计计算机外，因此减少了电子噪音干扰声音质量的机会。算机外，因此减少了电子噪音干扰声音质量的机会。8 8、兼容性好兼容性好：USB 2.0USB 2.0标标准使用的准使用的线缆线缆和接和接头头，具有良好的向下兼容性。若具有良好的向下兼容性。若检测检测到到1.11.1版本的接口版本的接口类类型，会自型，会自动动按以前的按以前的12Mbps12Mbps的速度的速度进进行行传输传输。USB 3.0工作原理USB 3.0标准由英特尔等大公司发起，并于2008年11月17日正式完成并公开发布。USB 3.0采用了对偶单纯形
46、四线制差分信号线，故而支持双向并发数据流传输。USB 3.0可应用于外置硬盘、高分辨率的网络摄像头、视频监视器、视频显示器、USB接口的数码相机和数码摄像机、蓝光光驱等设备。USB 3.0标准接口与线缆样品如图所示。USB 3.0简要规范：1、提供了更高的每秒4.8Gb传输速度。2、对需要更大电力支持的设备提供了更好的支撑，最大化了总线的电力供应。3、增加了新的电源管理职能，支持待机、休眠和暂停等状态。4、全双工数据通信，提供了更快的传输速度。5、向下兼容USB 2.0设备。IEEE1394IEEE1394接口接口 IEEE1394IEEE1394接接口口也也是是一一种种通通用用外外接接设设备
47、备接接口口，它它类类似似于于USBUSB接接口口，可可以以快快速速传传输输大大量量数数据据、能能连连接接多多个个不不同同设设备备、支支持持热热插插拨拨、不不用用外外部部电电源源。将将摄摄像像机机连连接接到到计计算算机最合适的方法是用机最合适的方法是用13941394接口，能取得最高的影像质量。接口，能取得最高的影像质量。IEEE 1394IEEE 1394的网的网络络共有三共有三层层，分，分别别是物理是物理层层、链链接接层层及及传输层传输层。物理。物理层层定定义义了了传输传输信息的信息的电电子信号及机械的接子信号及机械的接口，主要的功能口，主要的功能为为数据的数据的编码编码、译码译码与与总线总
48、线的判断，而的判断，而其其连连接器分接器分为为四接脚及六接脚两种四接脚及六接脚两种规规格，其最大格，其最大输输出出电电压规压规格格为为直流直流 40 40 伏特，最大伏特，最大输输出出电电流流为为1.51.5安培。安培。链链接接层层主要功能主要功能为为封包接收封包接收、封包封包传传送送与与周期控制周期控制。传输传输层则层则是定是定义请义请求及响求及响应协议应协议，并用以，并用以实现读实现读取、写入及取、写入及封封锁锁三个基本的三个基本的传输动传输动作。作。IEEE 1394IEEE 1394数据数据传输传输模式模式 IEEE IEEE 13941394标标准准定定义义了了两两种种总总线线数数据
49、据传传输输模模式式，即即：BackplaneBackplane（背背板板）模模式式和和CableCable（电电缆缆）模模式式。其其中中BackplaneBackplane模模式式支支持持12.512.5、2525、50Mbps50Mbps的的传传输输速速率率；CableCable模模式式支支持持100100、200200、400Mbps400Mbps的速率。的速率。IEEE 1394IEEE 1394可同可同时时提供同步和异步数据提供同步和异步数据传输传输方式。方式。同步同步传输传输的数据是的数据是连续连续性的，主要性的，主要应应用于用于实时实时性性的任的任务务，而异步，而异步传输则传输则是
50、将数据是将数据传传送到特定的地送到特定的地址。可以在同一址。可以在同一传输传输介介质质上可靠地上可靠地传输传输音音频频、视视频频和和计计算机数据。算机数据。IEEE IEEE 13941394的的总总线线周周期期为为125s125s，每每个个传传输输周周期期中中同同步步性性的的传传输输通通道道会会优优先先处处理理，当当6464个个同同步步性性传传输输信信道道处处理理完完后后再再进进行行异异步步传传输输封封包包处处理理。而而传传输输的的寻寻址址方方式式采采用用6464位位，最最前前面面的的1010位位为为总总线线的的编编号号，故故可可以以供供10241024个个设设备备（1023 1023 个个