OPPO Find 7（X9007/轻装版/移动4G）参数
OPPO Find 7（X9007/轻装版/移动4G）
声明：仅供参考，以当地实际销售信息为准
主屏尺寸：
主屏分辨率：
后置摄像头：
前置摄像头：
电池容量：2800mAh
电池类型：
入耳式耳机&x1
闪充充电器&x1
保修政策：
全国联保，享受三包服务；质保期为1年
（主机1年，电池6个月，充电器1年，有线耳机3个月）
客服电话：
400-166-6888
（此热线需按当地市话标准进行收费）
具体内容：
自购机日起（以购机发票为准），如因质量问题或故障，凭厂商维修中心或特约维修点的质量检测证明，享受7日内退货，30日内换货，30日以上在质保期内享受免费保修等三包服务！注：单独购买手机配件产品的用户，请完好保存配件外包装以及发票原件，如无法提供上述凭证的，将无法进行正常的配件保修或更换。
OPPO Find 7（X9007/轻装版/移动4G）详细参数
主屏分辨率
主屏分辨率
屏幕分辨率为.
Micro SIM卡
Micro SIM卡
俗称中卡，iPhone 4/4S所使用的SIM卡。
TD-SCDMA，向下兼容GSM网络
WCDMA，向下兼容GSM网络
移动TD-LTE网络，向下兼容TD-SCDMA和GSM网络
近距离无线通信技术，一般手机背部内置NFC模块，通过与另一款支持NFC功能的手机背靠背来传输数据。
通过OTG连接线，使手机可以外接鼠标键盘等外设，或者直接读取U盘、移动硬盘中的内容，过程中无需电脑辅助，也无需安装任何驱动。
手机的电子罗盘是装在主板上的硬件模块，根据手机的位置不同显示方向和俯仰角。在人物处于静止状态时，可辅助GPS识别方位。
三轴陀螺仪最大的作用就是测量角速度，以判别物体的运动状态，所以也称为运动传感器。广泛用于动作感应类游戏，也可辅助GPS定位。
Snapdragon骁龙是高通公司推出的业界领先的、真正“全合一”的移动处理器系列平台。支持HTC、三星、LG、索尼、诺基亚、黑莓、华为、中兴、小米、OPPO等知名品牌的旗舰智能手机和平板电脑，支持市场上Android OS的大多数热卖机型以及所有的Windows Phone手机
美国全球卫星定位系统。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。
即辅助GPS技术。当建筑物阻挡GPS卫星的无线信号而无法准确定位时，可通过A-GPS技术，利用运营商基站信息来进行快速定位。
2014年03月
触摸屏类型
电容屏，多点触控
主屏分辨率
屏幕像素密度
Touch on Lens触摸技术
移动TD-LTE，FDD-LTE（仅国外漫游）
移动3G（TD-SCDMA），联通3G（WCDMA，仅国外漫游），
2G：GSM 850/900/
3G：TD-SCDMA 10-2025
4G：TD-LTE 00-20
WIFI，IEEE 802.11 n/b/g/ac
连接与共享
，，，红外手势识别
高通 骁龙801
高通 Adreno330
摄像头类型
后置摄像头
前置摄像头
传感器类型
背照式/BSI CMOS（一代）
摄像头特色
六镜式镜头
4K（，30帧/秒）视频录制
曝光补偿，感光度（ISO3200），白平衡，HDR，全景模式，微距，美颜，延时自拍，连拍，滤镜，场景模式，自动对焦，数码变焦
黑色，白色
152.6x75x9.2mm
感应器类型
重力感应器，光线传感器，距离传感器，，霍尔感应器，
3.5mm耳机接口，Micro USB v2.0数据接口
服务与支持
支持MP3/FLAC/APE等格式
支持RMVB/RM/AVI/3GP/MP4/MKV等格式
支持JPEG等格式
计算器，备忘录，日程表，电子书，闹钟，日历，手电筒，录音机，情景模式，主题模式，地图软件
飞行模式，骚扰拦截
入耳式耳机&x1
闪充充电器&x1
全国联保，享受三包服务
主机1年，电池6个月，充电器1年，有线耳机3个月
400-166-6888
此热线需按当地市话标准进行收费
自购机日起（以购机发票为准），如因质量问题或故障，凭厂商维修中心或特约维修点的质量检测证明，享受7日内退货，30日内换货，30日以上在质保期内享受免费保修等三包服务！注：单独购买手机配件产品的用户，请完好保存配件外包装以及发票原件，如无法提供上述凭证的，将无法进行正常的配件保修或更换。
月销量：3608(仅参考)
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第6章 总 线 技
教学提示：本章主要介绍总线的概念、总线标准的特性、总线分类、设计总线应考虑的因素，以及微型计算机常用的总线标准。
教学要求：通过本章的学习，学生应该掌握总线的概念，总线标准的特性，总线分类，设计总线应考虑的因素，微型计算机常用总线标准，PC
总线，ISA 与EISA 总线，PCI 总线，STD 总线，USB 总线，了解局部总线。
6.1 总线概述
微型计算机系统是由微处理器芯片与各部件和外部设备组成的，它们之间要相互进行信息或数据的交换，就必须建立信息传输的通路，总线就是这个通路中许多信号线的集合，它由系统中各个部件所共享。
6.1.1 总线的概念
总线是一种数据通道，是在部件与部件之间、设备与设备之间传送信息的一组公用信号线。在主控设备(部件和设备)的控制下，将发送设备(部件和设备)发出的信息准确地传送给某个接收设备(部件和设备)。总线的特点在于其公用性，即它可同时挂接多个部件或设备。如果是某两个部件或设备之间专用的信号连线，就不能称之为总线。所以，总线是连接计算机硬件系统内部多种设备的通信线路。总线的一个很重要的特征是传输媒质由总线上的所有部件所共享，可以将计算机系统内的多种部件连接到总线上。
总线上任何一个部件发出的信息，计算机系统内所有连接到总线上的部件都可以接收到；但在进行信息传输时，每一次只能有一个叫做主控设备的部件可以利用总线给一个叫做从属设备的部件发送信息。
通常总线是由多条通信路径或线路组成的，而每一条信号线仅能传送二进制的0 或1
信号。在一段时间里，一条信号线就能传送一串的二进制信息，将几条信号线组合在一起，这样总线就可以在同一时间并行地传输二进制信息，如一个字节信息就可以通过总线中的8
条信号线完成信息的传输。
计算机系统中含有多种总线，计算机系统内各个层次之间的信息传送就是由总线来完成的。
可以形象地将总线看做是一条以微处理器为出发点的高速公路，总线的宽度(数据位数)
可视为高速公路上车辆通道的数目，而各个部件或设备就像一个个车站，在总线上收发数据恰似在接发车辆。总线作为所有模块或设备共同使用的“公路”(Highway)
，每个部件或设备都通过门电路与总线中相应的信号线相连。作为发送器的部件或设备，可以通过驱动器把输出的信号送到总线中相应信号线上传送；而作为接收器的部件或设备，则在适当时刻打开接收总线信号的缓冲器或寄存器，把总线中相应信号线上传送的信号接收进来。
6.1.2 总线标准的特性
在各插件板插座之间采用系统总线连接的情况下，希望接插件之间具有通用性，以便一个系统的各接插件板能够插在任何一个插座上，为用户的安装和使用带来方便。此外，微型计算机厂商在设计一个系统时，为了得到广泛的市场，设法使系统总线能够连接尽可能多的设备，希望各厂家生产的同类产品能够互联、互换，这就需要有一个规格化的可通用的系统总线，这种总线的设计涉及统一的标准，对每个总线标准应有详细的说明，包含下列内容。
1. 物理特性
物理特性指的是总线物理连接的方式。规定模块尺寸、总线插头、插座和边沿联接器等规格和位置。包括总线的条数，外引线是如何排列的等。例如，IBM
PC/XT 机的总线共62 条线，分两排编号。当插件板插到槽中后，左面是B 面，外引线排列顺序是B1～B31，右面是A
面，外引线排列顺序是A1～A31，A
面是元件面。
2. 功能特性
功能特性规定每个引脚信号的名称和功能，对它们相互作用的协议进行说明。从功能上，总线可分成3
类：地址总线、数据总线和控制总线。地址总线的宽度指明了总线能够直接访问存储器的地址范围；数据总线的宽度指明了访问一次存储器或外部设备最多能够交换数据的位数；控制总线一般包括CPU
与外界联系的各种控制命令，如输入/输出读/写信号、存储器读/写信号、外部设备与主机同步匹配信号、中断信号和DMA
控制信号等。例如，IBM PC/XT 系统总线的功能分为：地址总线20 条，编号为A0～A19，可以访问1MB
的存储空间；数据总线8 条，编号D0～D7，主机与存储器或I/O 设备每次只能交换一个字节的信息；XT
总线提供四种电源线，分别是＋5V、－5V、＋12V、－12V ，与地址一起共占用8
条外引线；剩下的26
条线，全为控制总线。
3. 电气特性
电气特性规定信号工作时的传递方向、高低电平、动态转换时间、负载能力及最大额定值。一般规定送入CPU 的信号叫输入信号IN，从CPU
送出的信号叫输出信号OUT。例如，XT 总线的地址线A0～A19 为输出线；数据线D0～D7 为双向信号线，既作为数据输入线，又作为数据输出线，地址线和数据线都是高电平有效；控制线IOR
，是输入设备读信号线，低电平有效等。
4. 时间特性
对于存储器、I/O 的读写操作，时间特性规定相应的总线信号时序，在总线中定义这些信号的时序以保证各功能板的兼容性。也就是说，用户什么时间可以用总线传输信号，或者用户什么时候把信号提供给总线，CPU
才能正确无误地使用。
6.1.3 总线的分类
在计算机系统内拥有多种总线，他们在计算机系统内的各个层次上，为各部件之间的
·148·微机原理与接口技术
通信提供通路。按在系统的不同层次、位置，总线可分为如下几类。
1. 片内总线
片内总线是连接集成电路芯片内部各功能单元的信息通路。例如，CPU 芯片中的内部总线，它是ALU 寄存器和控制器之间的信息通路。片内总线根据其功能又被分为地址总线、数据总线和控制总线。随着微电子学的发展，出现了ASIC
技术，用户通过掌握芯片内总线技术，采用CAD 技术设计专用芯片。
2. 主板局部总线
主板局部总线是指在印刷电路板上连接各插件的公共通路。例如，CPU 及其支持芯片与其局部资源之间的通道即属于主板局部总线。这些资源可以是主板资源，也可以是插在主板局部总线扩展槽上的功能扩展板上的资源。目前，PC
系列机上比较流行的标准主板局部总线有ISA、EISA、VESA、PCI 以及AGP 等标准总线。
3. 系统总线
系统总线又称为内总线，这是指模块式微处理机机箱内的底板总线，用来连接构成微处理机的各插件板。它可以是多处理机系统中各CPU
板之间的通信通道，也可以用来扩展某块CPU 板的局部资源或为总线上所有CPU 板扩展共享资源之间的通信通道。系统总线对微处理机设计者和微处理机应用系统的用户来说，都是一种很重要的总线。选择具有标准化和开放性总线的计算机系统，通过适当选择各种模块，构成符合要求的计算机系统，是当前选择微处理机应用系统的趋势。现在较流行的标准化微处理机系统总线有：16
位的MULTIBUSⅠ、STDBUS 和32
位的MULTIBUSⅡ、STD32 和VME
4. 通信总线
它是微机系统与外部系统、微机系统与其他仪器仪表或设备之间的连线。一般来说，外部系统和设备与微机系统的通信联系，可以采用并行方式或串行方式来实现。因此，外部总线既有并行总线，也有串行总线。外部总线的数据传输速率通常较低(与内部总线相比)。常见的外部总线标准有RS-232、IEEE-488、SCSI、CENTRONIC
(1) 并行总线：计算机中的信息一般都是由多位二进制码表示的，传输这些信息时，可用多条线同时传送所有二进制位。并行总线内各条连线之间实行有序排列，并实行统一编号。
此类总线利用空间实现全部信息的一次传输，虽然可使系统的结构比较复杂，但是快速传输信息。这个优点在处理机速度不断提高的今天具有十分重要的意义。而所增加的结构复杂度，对于各部件分布距离并不很远的计算机内部来说是不难解决的，所以，并行总线被大量地用在计算机内部各部件的连接中。
(2) 串行总线：这是一种与并行总线不同的总线类型，它以多位二进制信息共用一条线进行传输的方式工作。既然是共用，就只能让信息位按一定的次序排队，按时间先后依次通过总线。很显然，如果所传送的信息有m
位，串行方法传送所需的时间至少是并行方法的m 倍。这种总线形式具有结构简单的优点，适合当所需连接的部件距离比较远时的情况。
5. 总线构成
虽然总线有多种，一般包括数据总线、地址总线和控制总线。
1) 数据总线
所谓数据总线，顾名思义就是在计算机系统各部件之间传输数据的路径。通常，数据总线是由8
条、16 条或32 条数据线组成，这些数据线的条数称之为数据总线的宽度。由于每一条数据线每一次均能传送二进制的1
位，所以数据线的条数就决定了每一次能同时传送的二进制的位数，由此可以看出，数据总线的宽度是表现系统总体性能的最关键的因素之一。例如，如果数据总线的宽度为8
位，而每条指令的长度为16 位，在每个指令周期就需要两次去存储器取指令。由于Pentium 数据总线的宽度为64 位，就大大加快了对存储器的存取速度。
2) 地址总线
所谓地址总线，是用来规定数据总线上的数据出于何处和被送往何处。若CPU 欲从存储器读取一个信息，不论这个信息是8
位、16 位、32 位或64 位的，均是先将欲取信息的地址放到地址总线上，然后才可以从给定的存储器地址那里取出所需信息。
地址总线的宽度决定了计算机系统能够使用的最大的存储器容量。另一方面，在对输入/输出端口进行寻址时，也要用地址总线传送地址信息。在实际操作时，总是用地址总线的高端几位选择总线上指定的存储器段(或者说是存储器区)，而用地址总线的低端几位去选择存储器段内的具体存储单元或输入/输出端口地址。
3) 控制总线
控制总线的作用是用来对数据总线、地址总线的访问及其使用情况实施控制。由于计算机中的所有部件均要使用数据总线和地址总线，所以用控制总线对它们实施控制是必要的，也是必需的。说到底，控制信号的作用就是在计算机系统各个部件之间，发送操作命令和定时信息。命令信息规定了要执行的具体操作；而定时信息则规定了数据信息和地址信息的有效性。
通常，控制信号应有以下几种类型：
(1) 写存储器命令：在写存储器命令的控制之下，将数据总线上的数据写入指定的存储单元。
(2) 读存储器命令：在读存储器命令的控制之下，将从指定的存储单元中取出的数据放到总线上。
(3) 输入/输出写命令：在输入/输出写命令的控制之下，将总线上的数据输出到指定的输入/输出端口。
(4) 输入/输出读命令：在输入/输出读命令的控制之下，将指定的输入/输出端口上的数据存放到数据总线上。
(5) 传送响应：表示数据已经被接收或已经把数据放到总线上了的应答信号。
(6) 总线请求：表示计算机系统内的某一个部件急于获得对总线的控制权的信号。
(7) 总线允许：表示计算机系统内的某一个发出请求的部件已经获准对总线的控制。
(8) 中断请求：表示计算机系统内的某一中断源发出欲中断的申请信号。
(9) 中断响应：表示计算机系统内的某一中断源发出的中断申请信号已获得响应。
时钟和复位：在进行同步操作时，要用时钟进行同步；进行初始化操作时，用复位命令。
·150·微机原理与接口技术
6.1.4 设计总线应考虑的因素
采用总线标准，可以为多个模块的互联提供一个标准的界面，该界面对于界面两端的模块来说是透明的，界面的任一方只需根据总线标准设计和实现接口的功能，不需考虑另一方的接口方式，所以按标准设计的接口具有广泛的通用性。
2. 便于用户的二次开发
由于采用同样的总线设计标准和制造各种功能的模块板，各模块板是挂在总线上的相互独立的模块，用户可以根据需要选用现成的功能模块板，或自行设计符合总线标准的模块板，这样可节省硬件的重复性开发，也使得编写该模块的相应软件更容易，给调试和修改带来许多方便，从而提高效率，降低成本。
3. 便于系统的更新
随着集成电路技术的发展，新的芯片不断产生，微机系统需要不断更新。采用统一标准的总线结构对于系统的更新更加方便。
4. 可不断提高系统的功能
由于采用了标准总线，将计算机的典型功能部分做成不同的模块板挂在总线上，为系统在原设计的基础上以最小的变动来跟随市场的要求提供了可能。只要根据新的要求，设计新的模块，插在总线上就可以了。
6.2 微型计算机常用总线标准
6.2.1 PC 总线
PC 机的系统总线用于系统功能的扩充，它可以进行存储器扩充和各种外部设备适配器的扩充。例如打印机适配器、显示器适配器、网络适配器、语音系统适配器等。扩充插槽有62
个引脚，62 芯总线中包括8 位双向数据总线、20 位地址线、6 级中断请求信号线、3 组DMA 通道控制线、存储器和I/O 读写线、动态RAM 刷新控制线和时钟信号线，此外，还有4 根电源线和占有3 个插脚的地线，由此送出四组电源：＋12V、＋5V、－5V、－12V 。IBM
对插槽上的信号名称、性质、方向、时序、引脚排列等都作了明确规定。这种规定称为IBM PC 总线。
1. 引脚分配
PC 总线的62
个引脚的具体分配见表6-1。
2. 信号说明
A19～A0：地址总线，输出。用于寻址与系统总线相连的存储器和I/O 设备。
D7～D0：数据总线，双向。用于CPU 与存储器、I/O 设备之间传送数据信息。
表6-1 PC 总线信号分配表
A1 A2 A3 A4
A5 A6 A7 A8 A9
A10 A11 A12 A13 A14
A15 A16 A17 A18 A19
A20 A21 A22 A23 A24
A25 A26 A27 A28 A29
IO CHCK D7 D6 D5
D4 D3 D2 D1 D0
IO CHRDY AEN A19 A18 A17
A16 A15 A14 A13 A12
A11 A10 A9 A8 A7
A6 A5 A4 A3 A2
输入，IO 校验数据信号，双向输入，IO 准备好输出，地址允许地址信号，双向
B3 B4 B5 B6 B7
B8 B9 B10 B11 B12
B13 B14 B15 B16 B17
B18 B19 B20 B21 B22
B23 B24 B25 B26 B27
B28 B29 B30 B31
GND RESETDRY +5V IRQ2 －5V DRQ2 －12V CARD SLCTD +12V GND MEMW
MEMR IOW IOR DACK3
DRQ3 DACK1 DRQ1
IRQ5 IRQ4 IRQ3 DACK2 T/C ALE +5V OSC
地复位电源+5V 中断请求2，输入电源－5V DMA
通道2 请求，输入见表注电源+12V 地存储器写，输出存储器读，输出接口写，双向接口读，双向DMA 通道3 响应，输出DMA
通道3 请求，输入DMA 通道1
响应，输出DMA 通道1 请求，输入DMA
通道0 响应，输出系统时钟，输出中断请求，输入DMA 通道2 响应，输出计数终点信号，输出地址锁存信号，输出+5V 电源振荡信号，输出地
注：(1) B8
引脚对插槽1～7 为空，插槽8 上该信号为选中信号CARD SLCTD
(2) I/OCHCK ：信号名称，表示低电平有效。
OSC：振荡器信号，输出。频率为14.318MHz ，周期约为70ns ，占空比为50%，该信号是总线上频率最高的信号，其余时钟信号均是由该信号分频产生的。
·152·微机原理与接口技术
CLK：时钟信号，输出。该信号是由上述OSC 经3 分频后得到，频率为4.77MHz 。
RESETDRY：复位驱动信号，输出，高电平有效。它是8284 时钟发生器的RESET 信号经两级反相门驱动后输出，当系统加电时，该信号为高，当所有电源达到规定幅度时，即出现电源好(POWERGOOD)信号时，该信号变低。
ALE：地址锁存允许，输出，高电平有效。该信号由8288 总线控制器提供，ALE 有效，表明一个总线周期的开始。
I/OCHCK ：I/O 通道校验信号，输入，低电平有效。当I/OCHCK ＝0 时，表明扩充槽上的存储器或I/O 设备出现了奇偶校验错，并且会向CPU
发出非屏蔽中断请求(NMI)。
I/OCHRDY：I/O 通道准备就绪信号，输入，高电平有效，当总线上的存储器或I/O 设备的速度较慢时，可利用该信号的低电平通知CPU(或DMA 控制器)，以便插入适当的等待状态，从而使快速的CPU
与慢速的外设实现同步。
IRQ7～IRQ2：中断请求信号，输入。它们是I/O 设备向CPU 发出的中断请求信号，该信号上升沿有效，并要求其高电平一直保持到CPU 响应中断为止。在IRQ7～IRQ2 中，IRQ2 中断优先级最高，其余依次降低，IRQ7
优先级最低。
IOR ：I/O 读信号，输出，低电平有效。
IOW ：I/O 写信号，输出，低电平有效。
MEMR ：存储器读信号，输出，低电平有效，用来将选中的存储单元内容读到数据总线上。
MEMW ：存储器写信号，输出，低电平有效，用来将来自数据总线上的数据写入存储单元。
DRQ3～DRQ1：DMA 请求信号，输入，高电平有效。要求高电平必须保持到响应为止。这3 个DMA 请求信号的优先级为DRQ1 最高，依次降低，DRQ3 最低。
DACK 3 ～ DACK 0
：DMA 响应信号。其中，DACK 3 ～
DACK 1 分别是DRQ3～DRQ1 的响应信号。DACK 0
用作动态存储器刷新的信号。
AEN：地址允许信号，输出，高电平有效。它由DMA 控制器发出，用来切断CPU 对总线的控制，允许总线上进行DMA 传送。AEN=0，由CPU
控制总线；AEN=1，由底板上的DMA 控制器控制总线。
T/C：计数结束信号，输出，高电平有效。由DMA 控制器产生，T/C=1，表示DMA 的某一通道计数达到某个规定的字节数。
CARD SLCTD ：插件卡选中信号，输入，低电平有效。该信号只在第8 个插槽上使用，其他7 个插槽上该信号空着不用。它是由该插件卡向CPU 发出的已选中信号。当它有效时，表明CPU 可对该卡进行读写操作。
+5V：+5V 直流供电线，两条引脚，可供插卡使用，电压变化范围为+4.75～+5.25V。
+12V：+12V 直流供电线，电压变化范围为+11.4～+12.6V。
－5V：－5V 直流供电线，电压变化范围为－4.5～－5.6V。
－12V：－12V 直流供电线，电压变化范围为－10.8～－13.2V。
GND：直流地线，即直流电源和机架的接地线，共3 条。
6.2.2 ISA 与EISA 总线
1. ISA 总线
ISA 总线是IBM/AT 机上使用的总线，又称为PC AT 总线，是为采用80286 CPU 设计的。这种总线IBM PC 总线一样，也是一种原始的总线设计，将微处理器芯片总线经缓冲直接接到系统总线，是在PC
总线的基础上增加一个36 插脚的AT 插槽而形成的。人们利用兼容的方式将原来的8 位PC 总线扩展成16
位的AT 总线，设计制造出了PC/AT 微型计算机。
1) 引脚分配
ISA 总线中新增加的36 个引脚信号的分配见表6-2。
表6-2 ISA 总线36
引脚插槽信号分配表
高字节允许，双向
存储器16 位选片信号，输入
接口16 位选片信号，输入
中断请求，输入
高位地址，双向
DMA 请求与响应信号，前者输入，后者输出
存储器读，双向
存储器写，双向
数据总线高字节，双向
＋5V 电源入
主控，输入
2) 信号说明
A23～A20：4 条高位地址线，使寻址范围由原来的1MB 扩展到16MB 。同时将PC 总线上的A19～A17 从复用引脚分离出来，以便提高传输速率。
D15～D8：8 条高位数据线。
SBHE ：数据总线高位字节允许信号，双向，低电平有效。该信号与其他信号一起实现对存储器的高字节、低字节或字的操作。
·154·微机原理与接口技术
IRQ10～IRQ15：中断请求输入信号。由于AT 总线增加了外中断的数量，在底板上用两片中断控制器8259 级联实现中断优先级。
DRQ7～DRQ5，DRQ0：DMA
请求信号，为增加AT 总线DMA 传输能力，在底板上用两片DMA 控制器8237 级联。
DACK7 ～ DACK5 ， DACK0
：DMA 响应信号，输出，低电平有效。
SMEMR ：存储器读，输出，低电平有效，在16MB 寻址范围内均有效。而PC 总线中MEMR 只有在存储器寻址范围小于1MB
SMEMW ：存储器写，输出，低电平有效，在16MB 寻址范围内均有效。
MASTER ：主控信号，输入，低电平有效，利用该信号，可以使总线插板上设备变为主控器，用来控制总线上的各种操作。
MEMCS16 ：16 位存储器选片信号，输入，低电平有效，如果总线上的某一存储器要传送16 位数据，则必须产生一个有效的MEMCS16
信号来通知主板，实现16 位数据传送。
I/O CS 16：16 位I/O
接口选片信号，输入，低电平有效，该信号用来通知主板实现16
位接口数据传送。
＋5V，GND：是＋5V 电源和地线。
2. EISA 总线
EISA(Extended ISA) 总线是ISA 总线(AT
总线)的扩展。EISA 在ISA 的基础上，将数据总线宽度从16 位变为32 位，地址总线由24 位变为32 位，并具有高速同步传送功能。EISA 总线保留了ISA 总线原有的全部信号线，同ISA 向上兼容的总线结构，在AT 总线上工作的适配器卡仍可以在EISA 总线上工作，但EISA 总线并不只是ISA 总线简单意义上的扩展。
从硬件上看，ISA 总线是一个单用户结构，缺乏智能成分。ISA 总线的8 个插槽共用一个DMA 请求，只要有一个设备占用，其余的只好等待。ISA
总线也没有提供中断共享，两级8259 中断控制器提供15 个中断，其中的一些被固定分配给了一些特定的设备，因此在配置时常会发生中断冲突。另外，在总线I/O 过程的实现中，只有在一个I/O
过程完成后，另一个I/O 过程才能继续。这些显然都是与多用户相矛盾的。EISA 总线不仅仅在数据总线和地址总线的宽度上扩展到32 位，而且每个扩展槽均有各自的DMA 请求线，可按约定的级别占用DMA；EISA 还提供中断共享，允许用户配置多个设备共享一个中断；EISA 主要解决了总线I/O 的控制能力，着重解决了硬盘子系统的多用户访问速度和数据的快速传递，因此是一种适合于多用户系统的总线。EISA 总线比ISA 总线要复杂的多，价格也比较贵。
EISA 总线采用的一项重要技术是总线主控技术，这也是其他高性能现代总线所采用的一项新技术。
在具有总线结构的微机系统中，CPU 和外设均可对总线进行控制。控制总线当前操作的设备称为总线主控器，另一方则称为从控器。在早期的I/O 总线结构中，总是由CPU 充当主控器，其他外设皆为从控器，除DMA 操作外，CPU 控制全部的总线事务。在现代总线结构中，采用一个独立的器件作为总线主控器。在一个EISA
系统中，总线主控器最多可以是15 个。总线主控器是一种典型的智能器件，实质上是一种连在系统上的微处理器，具有不用CPU
干预便可独立控制总线的能力。总线主控器在系统中用于处理特定任务，典型的专用总线主控器执行诸如图像和网络的控制这类高性能任务；也可用作为通用处理器，其作用类似于CPU，其目的是使整个系统的工作可被分开进行。配合EISA
总线的提出，Intel 公司推出了系统化的符合EISA 标准的配套芯片，如早期的82350 芯片系列和后来推出的82350 DT 系列，其中包括82352 EBB(EISA Bus Buffers，EISA 总线缓冲器)，82355 BMIC (Bus Master
Interface Controller ，总线主设备接口控制器)，82357 ISP(Integrate System
Periphral，集成系统外设接口)和82358 EBC(EISA Bus Controller，EISA 总线控制器)等。
系统总线通过在总线控制电路中设置一个总线仲裁机构来有效地支持多个总线主控器。当多个总线主控器同时竞争总线控制权时，仲裁器便根据设定的优先级进行仲裁。仲裁电路也叫做总线判优控制电路。EISA
采用的集中型判优控制电路，82357 ISP 芯片中包含有这种电路。
1) EISA 总线具有的主要特点
(1) 支持CPU
、DMA、总线主控器32 位寻址能力和16 位数据传输能力，具有数据宽度变换功能。
(2) 扩展及增加DMA
仲裁能力，使得DMA 的传输速率最高可达33MB/s。
(3) 程序可以采用边沿或电平方式控制中断的触发。
(4) 能够通过软件实现系统板和扩展板的自动配置功能。
(5) 规定总线裁决采用集中方式进行，使得ESIA 总线有效地支持构成多微处理器系统。
(6) 它与PC/XT
总线相兼容。这就使得已大量开发的PC/XT 总线的插件卡，方便地在
EISA 总线上运行。2)
为了构成EISA 总线，在AT 总线上附加的主要信号
(1) BE3 ～
BE0 ：字节允许信号。它们分别用来表示32 位数据总线上的哪个字节与当前总线周期有关。
(2) M/ IO ：存储器或接口指示。用该信号的不同电平来区分EISA 总线上是内存周期
还是I/O 接口周期。
START ：起始信号。用来表示EISA 总线周期开始。
CMD ：定时控制信号。在EISA 总线周期中提供定时控制。
LA31～LA2：地址总线信号。它们与BE3 ～ BE0 一起，共同决定32 位地址的寻址空间，其范围可达4GB 。
D31～D16：高16
位数据总线。它们与原来AT 总线上定义的D15～D0 共同构成32 位数据总线。
MIREQn：主控器请求信号。总线上主控器希望得到总线时，发出该信号，用于请求
得到总线控制权。MAKn ：总线控制器指示信号，利用该信号表示第几个总线主控器已获得总线控制权。由于EISA
总线性能优良，使得多数386、486 微型计算机系统都采用了EISA 总线。
6.2.3 PCI 总线
1. PCI 总线的主要特性
(1) 高性能。32
位总线宽度，可升级到64 位；支持猝发工作方式；同步总线操作的工
·156·微机原理与接口技术
作频率可达到33MHz，数据传输速率可达到132/264MB/s；处理器/内存子系统能力完全一致。
(2) 通用性强，适用面广。PCI 的设计不依赖于微机的CPU，不仅适用于现在的PC 机，而且适用于将来的机型，不管其使用何种CPU；既适用于5V 信号环境，也适用于3.3V 环境，因此既可用于台式机，也能用于笔记本式微机和膝上机；支持64 位地址。
(3) 低成本。这是因为PCI
采用了最优化的芯片、标准的ASIC 技术和其他处理技术相结合，多路复用体系统结构减少了管脚数和PCI 部件等因素所致。此外，在ISA、EISA、MCA 等基本系统上的扩展板，也可以在PCI 系统中工作，并由厂家提供PCI 到ISA、EISA 和MCA 的转换，既减少了用户的开发成本，又避免了混乱。
(4) 使用方便、灵活。PCI
能够自动配置参数，支持PCI 总线扩展板和部件；PCI 设备包含配置寄存器，可用来存放设备配置的信息；多主控器允许任何PCI 主设备和从设备之间进行点对点的访问；共享槽口既可以插标准的ISA、EISA、MCA
板，也可以插PCI 扩展板。此外，还具有可靠性高、数据完整以及软件兼容，即PCI 部件和驱动程序可以在各种不同的平台上运行等特点。典型的PCI 总线设计可支持至多3 块扩增电路板。
2. PCI 总线的定义
PCI 总线分A、B 面，每面为60 条引脚，分前49 条和后11 条，分界处的几何尺寸占两条引脚，在PCI 插槽上有一个限位缺口与之对应。引脚如图6.1 所示。
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ALT="总&线&技&术"
TITLE="总&线&技&术" />
图6.1 PCI 的外引线信号
3. PCI 总线系统结构图6.2 是一种使用PCI 总线的系统结构。可以看出，处理器、Cache、内存之间数据传输通过微处理器系统总线进行，它的数据传输速率高于PCI
总线。处理器、Cache、存储器
子系统经过“Host-PCI ”桥和PCI 总线连接。这个桥提供了一个低延迟的访问通路，使微处理器能够访问PCI 设备，PCI 主设备也能访问主存。该桥还提供了数据缓冲功能，使微
处理器与PCI 总线上的设备并行工作而不必等待。同时，这个桥电路包含了“PCI 总线控制器”，有多个设备申请使用总线时，由它进行裁决和分配总线的使用权。总之，“Host-PCI”桥实现了PCI 总线的全部驱动控制，它实际上是一个高速I/O 协处理器，主要解决I/O 设备同处理器的连接问题。
<img src="/blog7style/images/common/sg_trans.gif" real_src =".cn/jpkc/wjyl/wj-jiaoan/dzjci/images/%E7%AC%AC6%E7%AB%A0%20%E6%80%BB%E7%BA%BF%E6%8A%80%E6%9C%AF_img_1.jpg" WIDTH="373" HEIGHT="229"
ALT="总&线&技&术"
TITLE="总&线&技&术" />
图6.2 PCI 总线系统结构
另一类“桥”用于生成“多级总线”结构，例如“PCI-ISA/EISA ”、“PCI-USB ”、“PCI-PCI”等。多级总线把不同传输速度、不同传输方式的设备分门别类地连接到各自“合适”的总线上，使得不同类型的设备共存于一个系统中，合理地分配资源，协调地运转。
4. PCI 的地址空间
PCI 总线定义了3 个物理地址空间：内存地址空间、I/O 地址空间和配置地址空间。前两个属于常规范围，第三个是PCI 特有的，它用于进行PCI 的硬件资源配置。
PCI 总线的编址是分布式的，每个设备都有自己的地址译码电路，不需要进行统一译码。PCI
支持正向和负向两种类型的地址译码。所谓正向译码，就是每个设备都监听地址总线，判断访问地址是否落在它的地址范围，如果是，使DEVSEL#有效以示应答，响应速度较快。负向译码是指没有一个设备作出响应时，有一个指定的设备(负向译码设备)作出响应。由于它要等到总线上其他所有设备都拒绝之后才能行动，所以速度较慢。负向译码对于像标准扩展总线(PCI-ISA
扩展桥)这类设备是很有的。这是因为ISA 总线设备的接口不具备发出响应信号DEVSEL 的功能。
5. PCI 的配置空间
早期的ISA 卡上有许多跳线和拨动开关，用户用它们来设置所需的各种计算机资源(如地址空间、中断号、DMA 通道号等)，这要求用户熟知本机的所有资源使用情况，一旦设置错误，系统就不能正常工作。为此，Pentium 以上的处理器的PC 机推出了由计算机自动配置各种资源的方法——既插即用(Plug and
Play，P&P)。它要求每块支持P&P 的板卡设置
·158· 微机原理与接口技术
一组称为配置空间的寄存器，这些寄存器中保存了该板卡对系统资源的要求。Windows 系统启动时，BIOS 程序读出这些参数，综合每块板卡对资源的要求，对系统资源进行统一分配。由此可见，PCI
设备的地址空间是由系统动态分配的，是浮动的。
目前在微机上使用的局部总线有VISA 总线(简称VL)总线和PC 总线，用于对ISA 和EISA 总线进行补充，局部总线的主要特点是将外部设备直接连接到CPU，没有通过锁存延时等电路，因此应用局部总线的系统具有非常快的运行速度。
6. PCI 总线信号
PCI 总线上的每一信号不是与电源相邻就是与地相邻，采用这一措施的目的，就是最大限度地减少噪声的干扰和信号的辐射。表6-3
列出了每一信号的名称及其简单的说明。
表6-3 PCI 总线信号说明
地址/数据线
PCI32 位多路复用地址和数据总线
C/ 0BE ～C/ 3BE
命令/字节允许
总线命令/字节允许信号在地址传送节拍，传送PCI 总线命令，在数据传送节拍传送字节允许信号，0BE 对应字节0
PCI 的时钟信号(0～33MHz)
设备的选择
该信号有效时(输出)，表示所译码的地址是在设备的地址范围内，当作输入信号时，表示总线上有某设备是否被选中。
在每一个数据传送周期的开始，由现役的PCI 总线主控设备将这个信号线置成低电平，当所有的数据传送完毕或传送被中断时，则撤销这个信号
许可预置设备选择
低电平，向正在请求的PCI 部件表明：它现在可以使用PCI 总线作为主控设备，每一个PCI 总线主控设备都有各自的GNT 输入
低电平，选择配置存储器
INTA 、INTB INTC
低电平，中断输入，把信号INTA 分配给了单功能的PCI 设备，而多功能的设备可以使用INTB ～
起始者准备就绪
低电平，表示起始的总线主控设备已经将有效数据放在总线上，或者已准备好从总线上读去数据
低电平，表明到指定的PCI 设备的访问封锁，但是到PCI 其他设备的访问仍然可以执行
对AD0～AD31 和C/
3BE ～C/ 0BE 来说，为偶校验位
奇偶校验错
低电平，表示出现了一次奇偶校验错
1PRSNT 2PRSNT
这两条外引线是PCI 适配器连到＋5V
或地的连线，其上信号用以表明它的存在和电源消耗
低电平，表示请求作为主控设备对PCI 总线的控制
请求64 位传送
由当前的总线主控设备将其置成低电平，可以表明希望进行的64 位的数据传送
低电平，表示对所有连到PCI 总线上的设备都复位
由总线主控设备将其置成低电平，用以指示对已修改Cache 行查询命中，以支持写贯穿或写回操作
通过一个总线主控设备将其置成高电平，用以表示当前的查询周期已经完成
通过一个总线主控设备将其置成低电平，用以表示一个地址奇偶错或其他严重的系统错误
低电平，指示主控设备去停止当前的操作
TCK TDI TDO TMS TRST
测试时钟测试数据输入测试数据输出测试方式选择测试复位
这5 个信号用于系统测试
目标准备就绪
低电平，表明PCI 目标可以接收写数据，或现在已经准备好去读数据
AD32～AD63
多路复用地址和数据线
64 位数据总线和地址总线的高端部分
C/ 7BE ～C/ 4BE
多路复用命令和字节允许
在一个总线周期的数据时间段期间，这些信号表明总线周期的类型。在一个总线周期的地址时间段期间，这些信号是低电平，表明在数据传送时会涉及到32
位数据总线上的哪些字节
奇偶校验64
高或低电平，完成AD32 ～AD63 地址线上和C/ 7BE
～C/ 4BE 的偶校验
6.2.4 局部总线
局部总线(或称直线总线)是当今计算机不用进行任何真正技术突破而提高执行速度的方法，使得在对机器基本结构不作很大改变的情况下，向提高执行速度迈进了一大步。按照常规的设计，凡采用系统总线体系结构的微机，任何进出处理器的信息都是通过系统总线传输的，系统总线是用在系统板与外围设备所有I/O
之中的，包括内存、磁盘和
·160· 微机原理与接口技术
显示器。按照这种思路，由于必须保持与原有设计的向下兼容以及与各种外设联系，系统总线肯定是带宽有限、速度较慢的，即使是能传送32
位数据的新设计的总线，也通常比处理器速度要慢的多。这样就限制了诸如内存、显示器和磁盘机这样一些需要快速响应的器件的工作速度。这个问题在32
位微机出现后就显得突出了，在64 位机和多媒体中就更加突出。
为了解决这个问题，计算机厂商开始把主系统RAM 放到系统板(主机板)上，并通过直接的连线将其挂接到CPU
上。CPU 与主RAM 之间的这种直接的通道就是最初的局部总线的由来。这样内存的通信问题就独立出来了，其他外设仍使用系统总线。随后，出现了VESA
和PCI 局部总线的设计，打开了显示设备和硬盘局部总线的通信。使用这些标准，CPU
和系统RAM 能以所设计的主系统带宽(通常为25MHz～33MHz) 的高速度与显示适配卡和磁盘控制器对话，而不再限于系统总线的速度了。
局部总线已经出现较长时间了，但至今未达成一个统一的标准。下面对VESA VL
标准作一简介。
最初，局部总线的设计及标准制定是由美国视频电子标准联合会VESA(Video
Electronics Standard Association) 完成的。VESA 是一个制定视频显示标准和一些其他标准的民间组织，包括60 多家公司。支持VESA 局部总线的硬卡称为VL 总线卡(VL—Bus)，因此，VESA 总线有时也称为VL 总线。VL 总线标准1.0 版于1992
年8 月为VESA 所认可，并很快为工业界接受，随后百余家公司生产与VL 兼容的产品。一年以后，2.0 版VL 总线标准问世。VL
标准由电气、机械、时序和连接设计的详细说明组成，也采取开放的策略。
VL1.0 版支持32
位数据通道，也允许使用一次传送16 位数据的设备。2.0 版本是为了跟上最新的64 位处理器。VL 接插器位于系统板上与原有ISA、EISA 或MCA
接插器成行放置。
VL 支持16～66MHz 的速度。然而1.0 版规范在任何扩展槽仅限于40MHz 信号，2.0 版限于50MHz 。1.0 版可支持多达3 个设备，而2.0 版可以多达10 个。设备既可插入槽内，也可在母板上。VL 支持以106MB/s 的速率持续传送数据，64 位总线则可达到260MB/s。
VL 总线的一个设计特点是64
位的设备能在32 位VL 槽中运行，32
位设备也能在64 位槽中工作，此时只支持32 位数据传送。VL 总线也支持16 位外设和16 位I/O 的386 SX
之类的CPU。
总的来说，VL-BUS 是一种性能优越的总线，在486 微机上是一个经济实用的高性能总线。可是VL-BUS 为486 芯片专用，不支持586 CPU ，中间还须增加桥接电路。VL
的地址总线和数据总线是物理上分开的两个独立部分，属于非多路复用，信号复杂，比地址线和数据线共用一条物理线路的多路复用的性能要稍逊一筹。这些因素加上5V～3.3V
信号环境等问题，VL-BUS 的应用受到限制。
6.2.5 STD 总线
STD 总线是1987
年推出的用于工业控制微型计算机的标准系统总线。自它问世以来，以其优越的性能和强大的生命力在工业领域得到了广泛应用和迅速发展。
1. STD 总线特点
(1) 高可靠性：使用该总线构成的工业控制机可以长期工作在恶劣环境下。
(2) 小板结构：高度模块化，可根据用户要求组成各种微机应用系统。
(3) 结构简单：结构简单并能支持多微处理器系统。
(4) 兼容式的总线结构：如8
位的STD 产品可以与新标准的16 位或32 位STD 产品一
起工作。产品配套功能齐全，价格低廉，易于选用，为STD 新产品的推广创造了有利的条件。
2. STD 总线规范
STD 总线起初是针对8
位微型计算机而推出的，随着新技术的发展和实际应用的需要，STD
总线经过修改和改进，利用复用技术，在保证同原有的I/O
插件板兼容的条件下，提供了全16 位的数据传送能力。在原定义的56 个总线信号之下，支持20 位地址，实现了1MB 内存空间的直接寻址。20 世纪80 年代末，STD 总线也由56 个信号发展到了114 个信号，现阶段已有136 个信号的32 位STD
总线标准推出，为高档的STD 微机系统的发展提供了有利的条件。下面以国内最流行的56 个信号的STD 总线为例加以说明。
1) 引脚分配
引脚分配见表6-4
和表6-5。表中信号流向以现行主设备为参考点。
STD 总线共有56
个引脚，按功能分为5 组，各组的引脚表示为：
引脚1～6：逻辑电源线。引脚7～14：数据总线。引脚15～30：地址总线。引脚31～
52：控制总线。引脚53～56：辅助电源线。
表6-4 STD 总线信号分配表 (元件面)
逻辑电源＋5V
逻辑电源总线
VBB.1/VBAT
逻辑偏置.1/电池
D3/A19 D2/A18
D1/A17 D0/A16
输入/输出输入/输出输入/输出输入/输出
数据总线/地址扩展总线
·162· 微机原理与接口技术
31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
WR IORQ IOEXP REFRESH STATUS1
BUSAK INTAK WAITRQ SYSRESET CLOCK
输出输出输入/输出输出输出输出输出输入输出输出输出
写I/O 地址选择I/O 扩展刷新定时CPU 状态总线响应中断响应等待请求系统复位处理器时钟优先级链输出
辅助电源总线
辅助接地辅助电源＋12V
2) 信号说明
(1) 地址总线：STD 定义最多达24 条地址总线(A23～A0)。当寻址范围超过64KB
时，复用数据总线作为地址总线使用。
表6-5 STD 总线信号分配表 (焊接面)
逻辑电流总线
VCC GND VBB.2/DCPD
输入输入输入
逻辑电源＋5V 逻辑接地逻辑偏置.2/掉电电源
8 10 12 14
D7/A23 D6/A22
D5/A21 D4/A20
输入/输出输入/输出输入/输出输入/输出
数据总线/地址扩展总线
16 18 20 22 24 26 28 30
A15/D15 A14/D14
A13/D13 A12/D12 A11/D11 A10/D10
A9/D9 A8/D8
地址总线/数据扩展总线
32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52
MEMEX MCSYNC STATUSO BUSSRQ INTRQ
NMIRQ PBREST CNTRL PCI
输出输出输入/输出输出输出输入输入输入输入输入输入
读存储器地址选择存储器扩展CPU 周期同步CPU 状态总线请求中断请求非屏蔽中断请求按钮复位辅助定位优先级链输入
辅助电源线
辅助接地辅助电源－12V
(2) 数据总线：它是双向三态工作总线，若是8 位微处理器，存储器的地址范围在64KB 之内时，不需要对数据总线进行复用。若地址范围大于64KB 时，需利用机器周期同步信号MCSYNC 复用数据总线，利用它传送高位地址(A23～A16)。
(3) 控制总线：STD
定义了许多控制信号，这是STD 总线具有较高性能的重要体现，这些控制信号不仅有较强的功能，而且使用十分灵活，它们是使用STD
总线的关键。
(4) 电源线：电源线说明见表6-4 和表6-5
6.2.6 USB 总线
计算机外部设备的种类和数量越来越多，为了解决变得越来越复杂的主机连接问题，由IBM，NEC，Intel，Microsoft，Compaq，Digital 和Northern Universal Serial Bus Telecom 这七家公司联合提出了外部输入/输出接口的新规格——通用串行总线 USB。
USB 是英文Universal
Serial Bus 的缩写，即通用串行总线，是一种新型的外设接口标准，支持即插即用，理论上最多可以连接127
个外设。它实际上是一种接口技术，而并非是一种新的总线标准。
1994 年，USB
论坛成立；1995 年，USB 0.9 规范制定；1996 年标准版本USB 1.0 产生，为连接中低速外设提供双向、低成本的解决方案，该标准提供的数据传输率有低速1.5Mb/s
和全速12Mb/s 两种。1998 年后，随着微软在Windows 98 中内置了对USB
接口的支持模块，加上USB 设备的日益增多，USB 逐步走进了实用阶段。
为满足计算机与外部设备的数据量不断加大的能力和高性能连接的需要，于2000
年又推出了USB 2.0 标准。它提供了更高的带宽，数据传输率可达120Mb/s～240Mb/s ，支持数码相机、扫描仪、打印机及存储设备，与现有的USB 外设完全兼容。
微机原理与接口技术
1) USB 物理接口
USB 设备通过四线电缆与主机或USB Hub 连接，四根线分别是VBUS、GND、D＋、D－。其中，VBUS 为电源线，GND 为地线，可以有条件地给一些设备(包括Hub) 供电。D ＋和D－是一对差模信号线。USB
利用D＋和D－线传输数据。USB
物理接口如图6.3 所示。
USB 在高速模式下必须使用带有屏蔽的双绞线，由于信号衰减的限制，最长不超过3m。在低速模式下，可以使用不带屏蔽或非双绞线，但最长不能超过5m。为了保证提供一定的信号电压，以及与VBUS D-D+
GND 终端负载相匹配，在电缆的每一端都使用了不平衡的终端负载；这图6.3 USB 物理接口也保证了能够检测外设端口的连接或分离，并区分高速与低速设备。
<img ALIGN="right" src="/blog7style/images/common/sg_trans.gif" real_src =".cn/jpkc/wjyl/wj-jiaoan/dzjci/images/%E7%AC%AC6%E7%AB%A0%20%E6%80%BB%E7%BA%BF%E6%8A%80%E6%9C%AF_img_2.jpg" WIDTH="120" HEIGHT="59"
ALT="总&线&技&术"
TITLE="总&线&技&术" />
USB 接口的体积小，针数也只有4 针。下行接设备端的接口为方型，上行接计算机端的接口为长方型，以确保不会出现非法的连接。插头与插座有不能互换的A、B
两个系列，系列A 用于基本固定的外围设备，系列B 用于经常插拔的设备。
2) 传输速度
USB 总线数据传输率有3
种：高速数据传输率为480Mb/s，全速数据传输率为12Mb/s，
低速数据传输率为1.5Mb/s 。但是USB 设备只支持一种传输模式，目前，键盘、鼠标等外设采用低速率，打印机、扫描仪等采用全速率，视频会议、台式电脑硬盘驱动器等采用高速率。
3) USB 与IEEE
1394 的比较
除了USB 之外，IEEE
1394 也是一种高性能的串行总线。IEEE 1394
接口支持400Mb/s 的数据传输速率，支持异步传输和同步传输两种模式，其中同步传输模式专用于实时地传送视频和音频数据。IEEE 1394 结构的所有资源，都是用存储器影射方式实现资源配置和管理的。USB 一般用于连接中低速外设并局限于PC 领域，IEEE 1394 将向通信和数字家电方向发展。
2. USB 总线的拓扑结构
物理结构上，USB 系统是以根集线器(Root Hub) 为中心的分层(Tier)星形结构，各个点(Node
，功能器件，即设备)可利用总线供电的集线器连接。PC 机就是主机和根集线器，用户可以将外设或附加的Hub 与之相连，附加的Hub 可以再连接其他外设以及下层Hub ，但系统的级联不能超过5 级(包括ROOT HUB)。典型的USB 系统拓扑结构如图6.4 所示。
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ALT="总&线&技&术"
TITLE="总&线&技&术" />
图6.4 典型的USB 系统拓扑结构
3. USB 的硬件设备1)
USB 主控制器/根集线器USB 主控制器和根集线器合称为USB 主机(HOST) 。USB 主控制器是硬件、固件和软件的联合体。主控制器负责USB 总线上的数据传输，它把并行数据转换为串行数据以便在总线上传输，把收到的数据翻译成操作系统能够识别的数据形式。根集线器集成在主机系统中，可以提供一个或更多的接入端口。根集线器检测外设的连接和断开，执行主控制器发出的请求，并在设备和主控制器之间传递数据。根集线器由
一个控制器和中继器组成。USB 主机的主要作用是：
(1) 检测USB
设备的插入和移出。
(2) 在主机和USB
设备之间管理数据流。
(3) 搜集状态信息和活动统计信息。
(4) 为接入的USB
设备提供数额受限的功率。2) USB 设备为主机提供单个功能的设备称为“功能部件”。功能部件和集线器都称为USB
复合的“设备”有一个集线器和一个或多个“功能部件”。每一个集线器和功能部件都有唯一的地址。
(1) 集线器：提供用以访问USB 总线的更多的接入点，是USB 即插即用体系结构中关键部件，用于简化USB 的连接，使USB 具有多个连接特性。
(2) 功能部件：向系统提供特定的功能，如鼠标、键盘等。一个USB 设备必须支持USB 协议，可以对诸如配置和复位等标准的USB 操作作出响应，具有标准的描述信息才能正常工作。
4. USB 的数据传输USB
总线上的每个设备都有一个由主机分配的唯一地址，由主机通过集线器在一个自动识别过程中分配。USB 总线上的数据传输是一种“主—从”式的传输，所有的传输都由USB 主机发起，任何外设都无权开始一个传输，USB
设备仅仅在主机对它提出要求时才进行传输。
1) 传输模式USB
总线有4 种不同的传输模式。
(1) 控制传输(control
transfer) ：控制传输是双向传输，主要用于命令/状态操作。发送控制命令，设置设备地址，设置设备属性，读取设备配置信息及设备状态等功能。其中，设置(Setup)操作和状态(Status)操作的数据包具有USB
定义的结构。
支持全速设备允许数据包的最大容量为8B、16B、32B 或64B ，而低速设备每次最大有效负荷只有8B 一种选择。端点不能指定总线访问的频率和占用总线的时间，USB 系统软件会做出限制，具有数据传输保证，在必要时可以重试。
(2) 同步传输(srnchronous transfer)：同步传输是单向传输，仅适用于全速/高速设备，
微机原理与接口技术
是一种周期的、连续的传输方式。同步传输每毫秒进行一次传输，有较大的带宽保证，并已保持数据传输的速率恒定(每个同步管道每帧传输一个数据包)，常用于与时间有密切关系的信息传输，主要用于数码相机、扫描仪等，每次传输的最大有效负荷可为1023 个字节。
如果一个外设需要双向传输，则必须使用另一个端点；数据没有USB
定义的结构(数据流管道)；没有数据重发机制，要求具有一定的容错性。
与中断方式一起，占用总线的时间不得超过一帧的90%。
(3) 中断传输(interrupt transfer)：中断传输用于支持偶然需要对少量数据进行通信，但服务时间却受限的设备，如键盘、鼠标。全速设备的中断传输周期可为1ms～255ms
，每次传输的有效负荷最大可为64 个字节；而低速设备的中断传输周期为10ms～255ms ，每次传输的有效负荷仅为8 个字节。
数据没有USB 定义的结构(数据流管道)，只有输入(外设到主机)单一方向。具有最大服务周期保证，在规定时间内保证有一次数据传输；与同步方式一起，占用总线的时间不得超过一帧的90%；具有数据传输保证，在必要时可以重试。
(4) 批量数据传输(bulk transfer) ：批量数据传输用于对时间没有要求的非周期性的大量数据传输，仅全速/高速设备支持块数据传输；单向传输，如果一个外设需要双向传输，则必须使用另一个端点；仅当总线带宽有效时，才进行块数据传输，每次传输最大有效负荷为64
个字节；没有带宽保证，只要总线空闲，就允许传输数据(优先级小于控制传输)；具有数据传输保证，在必要时可以重试，可供打印机、调制解调器、数字音响等设备使用。
2) 数据编码
USB 通信时，使用一对摆幅为3.3V 的差动信号(D＋，D－)，采用NRZI(Not Return to Zero Invert 不归零翻转)传送各种数据，它定义用电压保持不变表示二进制数字序列中的1 码，用电压跳变(0V～3.3V 的跳变或者3.3V～0V 跳变)表示二进制数字序列中的0 码。USB 使用NRZI
编码方法产生的USB 信号如图6.5 所示。在同步方法上采用帧同步模式，同步码为B ，将它放在各种信息的前面进行同步。如果发送信息包含有连续的6 个以上的1，那么就在6
个1 后强制性地加上填充位0，确保发送和接收的同步。接收端对数据的正确性进行检查，发现错误通过“握手包”通知发送者，要求重新发送。检测、通知和再发送都由硬件来完成，不需要任何程序。
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图6.5 USB 使用的NRZI 编码
3) 传送的组成
一次数据传输包含一个或多个事务，每个事务包括它的源地址和目的地址，一个事务一但开始通信，必须连续进行，不允许被中断。每个事务包含一个标志包，也可能包含一个数据包或握手包。所有包包括一个“包标识”(PID)、帧号、地址或其他信息，以及CRC
4) USB 包的格式
USB 包是数据传送的基本方式，USB 共有3 种类型的包。
(1) USB 的传输总是首先有主机发出标志(TOKEN，令牌)包开始。标志包中有设备地址码、端口号、传输方向和传输类型等信息。
(2) 其次是数据源向数据目的地发送的数据包或者发送无数据传送的指示信息，数据包可以携带的数据最多为1023B。
(3) 最后是数据接收端向数据发送端回送一个握手包，提供数据是否正常接收的反馈
信息。如果有错误，需要重发。除了同步以外，其他类型的传输都需要握手(handshake) 包。
5) 总线枚举过程
USB 设备可以即插即用，一旦设备连接到某一个USB 的节点，USB 就会产生被软件支持的一系列操作，来完成对设备的配置，称为总线枚举过程。
设备所连接的Hub 检测出端口上有设备连接，即向主机报告。主机通过询问Hub 以获取确切的信息。主机知道设备连接到哪个端口上，向这个端口发出复位命令。Hub
发出的复位信号结束后，端口被打开，Hub 向设备提供100mA 的电源，这时设备上电，所有的寄存器复位，并且以默认地址0 以及端点0 响应命令。
主机通过默认地址与端点0 进行通信，赋予设备一个唯一的地址，并且读取设备的配置信息。主机对设备进行配置，该设备可以使用。当该设备被移走时，Hub
依然要报告主机，并且关闭端口。主机接到设备移走的报告，就会改写当前结构的信息。
5. USB 的特点
USB 是一种方便、灵活、简单、高速的总线结构，与传统的外设接口相比，主要有以下特点：
(1) 使用方便。USB 提供机箱外的即插即用与热插拔功能，当有新的USB 设备接入或移走时，可以在线进行，不必开机箱，也不必关闭主机电源。USB
设计的驱动程序和应用软件可以自动启动，无须用户做更多操作。
(2) USB 只占用系统的一个端口和一个中断，节省了系统资源。使用自己的保留中断号，不涉及IRQ
冲突问题，不会同其他设备争用PC 机有限资源。
(3) 连接和扩展方便。USB 采用的是一种易于扩展的树状结构，通过使用集线器(Hub) 扩展，可以连接127 个外设，支持多种不同设备的工作。
(4) 适用面广。USB 由开始的支持中低速外设到目前支持高速外设，适用于带宽范围在几Kb/s 到几百Mb/s 的设备。
(5) 供电灵活。USB 接口提供了内置电源，不需额外的供电系统。
(6) USB 支持4 种传输模式，即控制传输、中断传输、同步传输和批量传输，可以适应很多类型的外设。
(7) USB 具有错误检测和处理机制，可以识别设备的错误和数据传输的可靠性。
此外，USB 采用单一的数据通用接口，一个接口就可以满足多种外设，不必为每个外设准备不同的接口协议，这也是USB 非常通用的原因。
微机原理与接口技术
本章首先介绍了总线的概念，总线标准的特性包含物理特性、功能特性、电气特性、时间特性。还介绍了总线的分类以及设计总线应考虑的问题，以便对总线有一个总体的把握。然后介绍了微型计算机常用的总线标准，包括PC
总线，ISA 与EISA 总线，PCI 总线，局部总线，STD 总线，USB 总线。应该掌握实用总线的特点，针对技术的发展，思考还需要做怎样的改进。
1．什么是总线？
2．微型计算机中的总线通常分为哪几类？各有什么特点？
3．在微型计算机中，采用总线标准有什么特性？
4．设计总线应考虑的因素是哪些？
PC 总线、PC/AT 总线的主要特点是什么？它们的使用范围如何？
总线的主要特点是什么？
7．总线的性能指标有哪些？比较常用微型机的总线。
8． IOR 、IOW 、MEMR 、MEMW
的信号各自有效时表明什么含义？
总线的特点是什么？
10．IBM PC/AT 微机的16 位总线插槽由多少引脚组成？它比PC/XT 总线增加了哪些信号？
11．试述PCI 总线的结构。
总线的层次结构是什么？
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