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接口与通信技术 第八章.ppt

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接口与通信技术 第八章.ppt
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第八章 总线与接口标准,计算机的总体性能是各个子系统性能的综合体现,而各个子系统之间的协同工作能力取决于总线接口性能。掌握各种接口及其最新技术,使之有机地结合在一起,可使你的系统提升到更高的水平。 第一节 概述 第二节 系统总线 第三节 通信总线,第一节 概述总线和接口标准是计算机系统的重要组成部分,它负责在CPU和系统中其它部件之间来回传送信息,它的性能好坏直接影响到计算机系统的工作效率(包括精度与速度)、可靠性、可扩展性、可维护性等多项性能。 一、总线接口概览自从1984年IBM AT问世以来,PC系统就以模块化、可扩展性和标准接口等方式,不断强化性能,抢占大型机系统的地盘,从而推动了个人电脑的发展,并大大延长了生存周期。随着终端/主机模式逐渐被客户机/服务器模式所取代,大型机终于隐身后台。,(一)数据总线接口自从IBM AT问世至今,个人电脑使用了很多接口规范,有些至今还在使用。它们是ISA、EISA、VESA、PCI.SCSI、AGP等,还包括IBM的独家技术MCA。 1. ISA(Industry Standard Architecture)总线:它是PC中最常见的总线,直译即工业标准总线。ISA存在一系列的不足:传输速率低、占用硬件中断资源、不支持即插即用(Plug and Play),但ISA良好的兼容性及广泛的应用,使得板卡厂商一时还无法彻底抛弃它。 2. MCA(Micro Channel Architecture)总线:为提高系统总线性能,IBM在PS/2中推出了MCA,即微通道总线。,1987年当MCA问世时,就已具备了非常先进的性能:32位带宽、线主控(Bus Mastering)与仲裁、即插即用等。MCA的缺点之一是DMA(直接存储器存取)控制器性能差,且不兼容ISA卡。由于MCA非开放技术标准,使兼容机制造商放弃了对IBM的追随。随着PS/2的停产,MCA也在PC中消失。 3. EISA全称Extended Industry Standard Architecture Bus,即扩展工业标准总线。EISA具备优于ISA的先进性能:32位带宽、总线主控模式与仲裁、即插即用,同时保持了对ISA扩展卡的兼容性。由于EISA主板价格昂贵,EISA在台式机中并不多见,多用于服务器。与MCA的命运差不多,EISA由于性能和成本方面的原因,早已退出了历史舞台。,4. VESA全称是Video Electronics Standards Association,即视频电子标准协会。VESA是一种以ISA为基础的局部总线,运行于33MHz,不但旧的ISA卡可以照常运行,而且新的VESA视频卡、I/O卡也能发挥更高的性能。VESA以高性能、低成本及向下兼容性好而得到广泛的应用,不过由于它是专为486系统设计的,与奔腾的结合存在兼容性问题,VESA几乎无法支持2个以上的VESA扩展卡,也不支持即插即用。 5. PCI总线(Peripheral Component Inter connect Local Bus),即外设组件互联局部总线,它由Intel于1993年提出。其致胜法宝是芯片组中的PCI专用控制器。实现总线仲裁与控制,也使PCI适用范围超出了主板。其开放的标准便于其他厂家设计扩展卡。,PCI总线由于具备以下优点,而成为PC的高速通用I/0接口:类似内存突发存取的PCI突发模式、PCI总线主控改进了传输性能、PCI 2.1的64位66MHz高速模式提供了4倍于普通PCI的性能(已用于Compaq—DEC Alpha工作站)、良好的兼容性、可设置同步模式或异步模式、可支持4个以上PCI扩展槽等。但PC仍需以ISA总线支持串行和并行外部接口,幸运的是目前外设的速度仍未超过ISA总线的处理能力。 6. AGP(Accelerated Graphics Port,即加速图形接口)是PCI高速总线的一种特殊形式。AGP总线也是32位带宽,但工作频率为66MHz,比PCI高一倍。,AGP方案在CPU和显卡间建立二者专用的非扩展通道(故称为接口而非总线)。显存用于帧缓存,显卡动态借用内存来处理图形计算。好处是明显的:专用的非扩展通道容易实现、视频性能得到加速、可采用先进图形技术。AGP不仅增强了图形性能,也释放了PCI总线,进而扩大了其他子系统的吞吐能力。 (二)存储设备接口PC的存储器接口规范有IDE/ATA、PlO、ATA-2,FastATA.FastATA-2、ATA-3、UItraATA、AYAPI、EIDE、UDMA等。目前广泛使用的技术标准是Ultra ATA DMA 33(简称UDMA 33)。UItraATADMA 66(简称UDMA66)。,UDMA33采用高速的DMA33传输模式,在33.3MB/s速率下工作
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