I/O总线
2I/O总线指缆线和连接器系统,用来传输I/O路径技术指定的数据和控制信号,另外还包括一个总线终结电阻或电路,这个终结电阻用来减弱电缆上的信号反射干扰。
主机和I/O设备之前通过总线连接,这个总线一般被称为I/O总线。
基本信息
- 中文名
I/O总线
- 外文名
I / O bus
- 学科范畴
计算机组成原理
- 释义
连接CPU与I/O设备的总线
- 传输信号
数据、地址、控制信号
- 数据传输方式
程序查询、程序中断、DMA、通道
常见类型
ISA(Industry Standard Architecture)工业标准体系结构总线.
EISA(Extension Industry Standard Architecture)扩展标准体系结构总线.
MCA(Micro Channel)微通道总线.
此外,为了解决CPU与高速外设之间传输速度慢的"瓶颈"问题,出现了两种局部总线,它们是:
VESA(Video Electronic Standards Association)视频电子标准协会局部总线,简称VL总线.
PCI(Peripheral Component Interconnect)外围部件互连局部总线,简称PCI总线. 486级的主板多采用VL总线,而奔腾主板多采用PCI总线。 继PCI之后又开发了更外围的接口总线,它们是:USB(Universal Serial Bus)通用串行总线。IEEE1394(美国电气及电子工程师协会1394标准)俗称"火线(Fire Ware)"。
总线方式
用来传输数据的总线线路可以分为三个类型:数据线、地址线和控制线。其中控制信号一般包括:同步时序信号或应答信号、数据传送控制信号(如地址有效、读写控制、M/IO选择)、中断请求及响应信号、DMA请求及响应信号等。控制信号说明是否执行读或写操作。通常,使用单根线来传送控制信号,当它被置1时表示进行读操作,被置0时表示进行写操作。在允许传输不同长度的操作数时,如字节、字或长字,数据的长度也被显示出来。1
总线控制信号还要传送时序信息。这些信息详细说明何时处理器和I/O设备可以将数据放到总线上或从总线上接收数据。有多种传输数据的方式,大致可以将他们分为同步和异步两种方式。2
标准接口
计算机总线有多种可选择的设计,这种多样性意味着配备着有这种接口电路的I/O设备适用于一台计算机不一定就适用与另外一台计算机。因此,每一种I/O设备与计算机的连接可能都需要设计一种不同的接口,这样就会产生很多不同的接口。最符合实际的解决方法就是开发出标准的接口信号和协议。
总线结构与处理器结构密切相关,而且还依赖于处理器芯片的电气特性,所以不可能为处理器总线定义一个统一标准。但拓展总线就没有这些限制了,因此可以使用标准的信号方式。事实上,已经有I/O总线的标准被制定出来了。其中有些是默认的,当特定的设计在商业上取得成功时,这些设计就成为了事实上的标准。例如,IBM为它的个人计算机PC AT开发的总线ISA(工业标准体系结构),由于这种计算机的流行导致其他制造商为他们的I/O设备生产出与ISA兼容的接口,这样ISA就成为了事实上的标准。
还有一些标准是行业共同协作开发的,由于在兼容产品上的共同切身利益,即使那些互相竞争的公司也参与了标准的开发。IEEE(电气和电子工程师协会)、ANSI(美国国家标准学会)等组织寄一些国际组织如ISO(国际标准化组织)已经承认了这些标准,并授予他们官方的地位。
一台计算机使用的标准可能不止一个,如典型的Pentium计算机有PCI和ISA两种总线以提供大范围的设备给用户选择。
下面来简单介绍三种广泛使用的标准。
PCI
(外围部件互连)
PCI标准定义了主板上的一种拓展I/O总线。它支持处理器总线的功能,但又以一种标准的形式独立于任何的处理器。连接到PCI总线的设备在处理器看来就好像是他们是直接连接到处理器总线上的一样。它们在处理器的存储器地址空间内分配地址。