5.6-5.7 总线标准化、常用的总线标准（课件）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

计算机原理 -第23课时- 电工版第五版 总线标准化、常用的总线标准 教学目标 理解制定总线标准的原因和意义 了解总线标准的现状和存在的问题 掌握几种常用总线标准（ISA、EISA、PCI、AGP、PCI - E）的特点、结构和应用 教学重难点 制定总线标准的重要性和作用 常用总线标准（ISA、EISA、PCI、AGP、PCI - E）的特点和工作原理 不同总线标准在微型计算机中的应用场景 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 同学们，在计算机系统中，总线是连接各个部件的桥梁。 但不同厂家生产的部件如何能相互兼容、高效协作呢？ 这就离不开总线标准。 接下来，让我们一起深入学习总线标准化和常用的总线标准。 新知讲授 什么是标准设计？ 按照一起制定的标准，各自研发硬件设备（类比软件里的“接口”） 来，商量一个总线标准？ 新知讲授 总线是计算机系统的重要部件和资源，各计算机厂家重视总线标准设计。 为推广产品，厂家公开总线标准，经比较选优和市场作用，优秀标准成为行业标准。 有了总线标准，各部件厂家可按标准生产部件，便于在系统上使用。 制定总线标准的原因 标准 新知讲授 总线标准的意义 总线标准包括尺寸、引脚电气特性及信号定义等方面。它推动了计算机行业和市场的发展，让用户有更多设备选择，避免因厂家限制而别无选择。 新知讲授 总线标准的现状 芯片级总线的标准化问题目前未妥善解决，主要因芯片生产厂家无统一规范，难以提供芯片间的标准信息通道。 如 Intel 和 AMD 的 CPU，因片内总线不同，引脚功能不同，不能简单用于同一块主板。 新知讲授 目前，IEEE 建议的标准已有 20 多个，这些标准定义了总线的物理结构、尺寸、信号定义、数据宽度、地址空间、传输速率及通信协议等内容。 总线标准的现状 - IEEE 建议标准 新知讲授 常用总线标准 - ISA 总线概述 新知讲授 常用总线标准 - ISA 总线概述 ISA（Industrial Standard Architecture）总线标准是 IBM 公司 1984 年为推出 PC/AT 机建立的系统总线标准，也称 PC—AT 总线。 最初用于 80286 CPU 计算机，是 XT 总线的扩展，适应 8/16 位数据总线要求，在 80286 - 80486 时代广泛应用，奔腾机中仍保留插槽。 新知讲授 常用总线标准 -ISA 总线的机械规范 ISA 总线插件板有 98 个引脚，分布在一长一短两个插口上。长插口 62 个引脚（A1 - A31 和 B1 - B31），短插口 36 个引脚（C1 - C18 和 D1 - D18）。长插口与 XT 总线兼容，增加短插口形成 ISA 总线。 新知讲授 常用总线标准 - ISA 总线引脚信号定义 新知讲授 常用总线标准 -EISA 总线概述 EISA 总线（Extended Industry Standard Architecture，扩展工业标准结构）采用开放式结构，与 ISA 兼容（包括时钟频率、数据信号及控制信号）； 数据总线达 32 根，适应 32 位机；地址总线扩展到 32 根，寻址范围达 4GB； 增强了 DMA 功能，能自动转换数据宽度。 新知讲授 常用总线标准 - PCI 局部总线概述 PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是 Intel 公司推出的局部总线，定义了 32 位数据总线且可扩展为 64 位。主板插槽体积小，功能比 EISA、ISA 有极大改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达 132MB/s，可同时支持多组外围设备，兼容现有多种总线。 新知讲授 常用总线标准 - PCI 局部总线特点 特点： 1.高性能。 2.良好的兼容性。 3.支持即插即用。 4.支持多主设备。 5.具有与处理器和存储器子系统完全并行操作的能力。 6.提供数据和地址奇偶校验的能力。 7.可扩充性好，可采用多层结构提高驱动能力。 8.采用多路复用技术，减少了总线引脚个数。 新知讲授 常用总线标准 - AGP 总线概述 AGP(加速图形接口，Accelerated Graphics Port)总线是英特尔公司为解决计算机处理 3D 图形能力差的问题提出的。在电气信号上兼容 PCI 总线，但 AGP 显示卡不能插在 PCI 总线上，不是 PCI 的升级版本。 工作频率为66MHz，1X模式下带宽为266MB/S，是PCI总线的两倍。后来依次又推出了AGP2X、AGP4X，现在则是AGP8X，传输速度达到了2.1GB/S。 新知讲授 常用总线标准 - AGP 总线的改进 AGP 总线对内存的读写操作实行流水线处理，提高读内存速度； 使地址信号与数据信号分离，提高总线效率和资源分配合理性； 是为图形卡设计的界面，有更高的峰值传输速率； 增加了 “Execute” 模式，减轻局部显存压力。 新知讲授 常用总线标准 - PCI - E 总线概述 PCI - Express（PCI - E）采用点对点串行连接，每个设备有专用连接，可提高数据传输率。接口根据总线位宽不同有 X1、X4、X8 及 X16 等模式，有很强的伸缩性，支持热拔插。 新知讲授 常用总线标准 -PCI - E 总线的优势 PCI - E 在软件层面上兼容 PCI 技术和设备，支持 PCI 设备和内存模组初始化。用于取代 AGP 接口的 PCI - E X16 接口能提供高带宽，已成为显卡接口主流，也用于网卡等其他主板类接口卡。 新知讲授 常用总线标准 - USB总线概述 可使用USB集线器链式连接127个外设 支持即插即用，热插拔 注意：USB每次只能传输1bit数据 新知讲授 知识拓展 - 视频线标准简介 随堂检测1 制定总线标准的主要目的是（ ）。 A. 提高总线传输速度 B. 使不同厂家的部件能相互兼容 C. 增加总线的功能 D. 降低总线的成本 答案：B 解析：制定总线标准是为了让各计算机部件厂家按标准生产部件，使这些部件能在该类系统上使用，即实现不同厂家部件的相互兼容， 练一练 随堂检测2 EISA 总线在 ISA 总线基础上增加了（ ）条信号线。 A. 32 B. 64 C. 98 D. 128 答案：C 解析：EISA 总线在 ISA 总线的 98 条信号线上又增加了 98 条信号线，所以选 C。 练一练 随堂检测3 AGP 总线与 PCI 总线相比，AGP 总线是 PCI 总线的升级版本( ) 答案：× 解析：AGP 总线在电气信号上兼容 PCI 总线，但 AGP 显示卡不能插在 PCI 总线上，AGP 并不是 PCI 的升级版本，所以选 C。 PCI - E 总线采用的连接方式是______ 答案：点对点串行连接 解析：PCI - E 采用了业内流行的点对点串行连接，所以选 B。 练一练 随堂检测4 简述制定总线标准的意义。 答案：制定总线标准具有重要意义。有了总线标准后，各计算机部件厂家可以按总线标准生产计算机部件，这样的部件就可以在该类系统上使用。总线标准包括尺寸、引脚电气特性及信号定义等方面。它推动了计算机行业的发展，使得用户有不同厂家生产的声卡和显卡等设备可供选择。如果没有总线标准，用户只能购买特定厂家的部件，选择受限。所以总线标准促进了计算机市场的繁荣和发展。 练一练 师生互动 1 请同学们分组讨论，在设计一款高性能的游戏计算机时，应该如何选择合适的总线标准？并说明理由。 课题小结 1. 总线标准化 总线标准化、常用的总线标准 2. 常用的总线标准 ISA 总线 EISA 总线 PCI 局部总线 AGP 总线 PCI - E 总线 制定总线标准的原因 总线标准的内容 总线标准对计算机行业和市场的推动作用 1.4 总线标准的现状 谢谢观看 THANKS $