系統(tǒng)總線及外圍設備接口

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1、 本 章 介 紹 了 微 機 主 板 的 各 種 標 準 系 統(tǒng)總 線 和 通 用 、 專 用 接 口 的 技 術 規(guī) 格 特 點 ，也 介 紹 了 它 們 的 使 用 方 法 等 。 第 6章 系 統(tǒng) 總 線 及 外 圍 設 備 接 口 第 6章 系 統(tǒng) 總 線 及 外 圍 設 備 接 口6.1 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線6.2 系 統(tǒng) 總 線 的 標 準6.3 外 圍 設 備 接 口 6.1 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線總 線 原 理 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線 是 傳 輸 數 據 的 通 道 ， 就物 理 特 性 而 言 就 是 一 些 并 行 的 印 刷 電 路 導 線 ，通

2、 常 根 據 傳 送 信 號 的 不 同 將 它 們 分 別 稱 為 地 址(address bus)、 數 據 (data bus)和 控 制(Control bus)三 大 總 線 。 系 統(tǒng) 處 理 各 種 信 息 ， 實 際 上 就 是 處 理 一 組 組 二 進 制數 ， 進 一 步 說 ， 就 是 在 總 線 上 不 斷 傳 送 高 、 低 電 平 信 號 。 由 于 元 器 件 性 能 所 限 ， 電 路 的 工 作 速 度 也 是 有 限 的 ，即 不 可 能 在 一 秒 鐘 內 開 關 任 意 多 次 。 我 們 把 系 統(tǒng) 總 線 電路 每 秒 鐘 電 平 轉 換 的 最

3、高 次 數 ， 稱 為 總 線 頻 率 f， 單 位 為MHz。 頻 率 f的 倒 數 1/f稱 為 總 線 時 鐘 周 期 ?？?線 原 理 (續(xù) ) 1 片 內 總 線 :片 內 總 線 也 稱 為 CPU總 線 。 它位 于 CPU處 理 器 內 部 ， 是 CPU內 部 各 功 能 單 元 之間 的 連 線 ， 片 內 總 線 通 過 CPU的 引 腳 延 伸 到 外部 與 系 統(tǒng) 相 連 。 2 片 間 總 線 :片 間 總 線 也 稱 為 局 部 總 線（ Local BUS） 。 它 是 主 板 上 CPU與 其 它 一 些 部件 間 直 接 連 接 的 總 線 ?？?線 分 類

4、 3 系 統(tǒng) 總 線 ： 系 統(tǒng) 總 線 也 稱 為 系 統(tǒng) I/O總 線（ System I/O Bus） 。 它 是 系 統(tǒng) 各 個 部 件 連 接 的主 要 通 道 ， 它 還 具 有 不 同 標 準 的 總 線 擴 展 插 槽 對外 部 開 放 ， 以 便 各 種 系 統(tǒng) 功 能 擴 展 卡 插 入 相 應 的總 線 插 槽 與 系 統(tǒng) 連 接 。 4 外 部 總 線 :外 部 總 線 也 稱 為 通 信 總 線 。 它是 電 腦 與 電 腦 之 間 數 據 通 信 的 連 線 ， 如 RS-232C、IE1364標 準 等 ?？?線 分 類 (續(xù) ) 系 統(tǒng) I/O總 線 是 數 據

5、 、 地 址 和 控 制 總 線 的 總 稱 。n 數 據 總 線 傳 送 的 是 數 據 信 號 ， 雙 向 。 系 統(tǒng) 總 線 的寬 度 是 指 其 數 據 線 的 位 數 。n 地 址 總 線 傳 送 的 是 內 存 （ 或 I/O接 口 ） 的 地 址 信號 ， 單 向 。 它 的 線 數 與 系 統(tǒng) 采 用 的 CPU的 地 址 線 寬度 一 致 ， 它 決 定 了 CPU直 接 尋 址 的 內 存 容 量 。n 控 制 總 線 傳 送 的 是 CPU和 其 它 控 制 芯 片 發(fā) 出 的 各 種控 制 信 號 。 系 統(tǒng) 總 線 構 成 ： 系 統(tǒng) 中 的 各 個 局 部 電 路

6、均 需 通 過 這 三 大 總 線 互相 連 接 ， 實 現 了 全 系 統(tǒng) 電 路 的 互 連 。 在 主 板 上 ， 系 統(tǒng)I/O總 線 還 連 接 到 一 些 特 定 的 插 槽 上 去 對 外 開 放 ， 以 便于 外 部 的 各 種 擴 展 電 路 板 連 入 系 統(tǒng) 。 插 座 被 稱 為 系 統(tǒng)I/O總 線 擴 展 插 槽 （ System Input/Output Bus Expanded Slot） 。 系 統(tǒng) I/O總 線 的 示 意 圖 如 圖 6-1。系 統(tǒng) 總 線 構 成 ： （ 續(xù) ） 圖 6-1 微 機 的 系 統(tǒng) I/O總 線 第 6章 系 統(tǒng) 總 線 及 外

7、圍 設 備 接 口6.1 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線6.2 系 統(tǒng) 總 線 的 標 準6.3 外 圍 設 備 接 口 6.2 系 統(tǒng) I/O總 線 的 標 準以 往 的 總 線 標 準目 前 主 流 總 線 標 準 前 總 線 6.2 系 統(tǒng) I/O總 線 的 標 準主 板 上 的 系 統(tǒng) I/O總 線 PC機 主 板 上 采 用 最 多 的 系 統(tǒng) I/O總 線 標 準 有 ISA、VESA、 PCI和 AGP等 ， 稍 早 的 主 板 仍 保 留 著 ISA， 但 目 前主 要 是 使 用 PCI和 AGP。 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線 插 槽 如 圖 6-2所 示 。 n 圖 6

8、-2 主 板 上 的 系 統(tǒng) I/O總 線 插 槽主 板 上 的 系 統(tǒng) I/O總 線 插 槽 最 初 用 于 IBM PC/XT主 板 ， 在 以 后 的 PC/AT和 各 種 286、386兼 容 機 主 板 上 繼 續(xù) 使 用 。 目 前 已 被 淘 汰 。 PC總 線 是 配 合 Intel 8088處 理 器 的 ， 因 此 是 8位 總 線 ，具 有 8位 數 據 線 和 20位 地 址 線 ， 直 接 內 存 尋 址 能 力 為 220即1MB。 它 的 擴 展 插 槽 是 黑 色 的 ， 有 62個 觸 點 ， 分 列 兩 邊 ， 每邊 31個 。 PC總 線 擴 展 插 槽

9、的 引 腳 配 置 如 圖 6-3所 示 。 PC總 線 是 配 合 Intel 8088處 理 器 的 ， 因 此 是 8位總 線 ， 具 有 8位 數 據 線 和 20位 地 址 線 ， 直 接 內 存 尋 址 能力 為 220即 1MB。 它 的 擴 展 插 槽 是 黑 色 的 ， 有 62個 觸 點 ，分 列 兩 邊 ， 每 邊 31個 。 PC總 線 擴 展 插 槽 的 引 腳 配 置 如圖 6-3所 示 。 n 圖 6-3 PC總 線 擴 展 插 槽 的 引 腳 配 置 來 源 于 IBM PC/AT機 主 板 ， 稱 為 AT總 線 （ AT Bus） ， 87年成 為 國 際

10、通 用 總 線 標 準 ISA（ Industry Standard Architecture） 即 工 業(yè) 標 準 結 構 總 線 。 ISA是 針 對 80286設 計 的 ， 8/16位 總 線 ， 地 址 線 24位 ， 即直 接 尋 址 16MB。 時 鐘 是 8.33MHz。 16位 ISA總 線 在 8位 ISA總 線 插 槽 的 沿 伸 方 向 上 增 加 了 一 個雙 排 共 36觸 點 的 插 槽 ， 因 此 16位 ISA插 槽 同 8位 ISA插 槽 保 持 了互 換 性 ， 即 16位 ISA槽 也 可 以 使 用 8位 ISA卡 。 低 速 ISA標 準 與 高 速

11、 的 32位 386、 486和Pentium CPU形 成 了 一 定 的 矛 盾 ， 但 為 了 允 許 保 留使 用 老 的 ISA卡 ， 主 板 仍 保 留 至 少 一 個 ISA插 槽 。ISA總 線 擴 展 插 槽 的 引 腳 配 置 如 圖 6-4所 示 。圖 6-4 ISA總 線 擴 展 插 槽 MCA（ Micro Channel Architecture） 即 微 通 道結 構 總 線 來 源 于 IBM PS/2機 ， 是 為 80386 設 計 的 。 是32位 總 線 ， 地 址 線 32位 ， 直 接 內 存 尋 址 為 4GB。 時 鐘為 33MHz， 可 以 接

12、 16個 外 設 。 由 于 MCA技 術 不 開 放 ， 且 與 ISA不 兼 容 ， 以 后 在 微機 上 很 少 使 用 。 EISA總 線 是 一 種 反 壟 斷 的 產 物 ， 由 Compaq等9家 公 司 于 1988年 聯(lián) 合 開 發(fā) 。 借 鑒 了 MCA的 優(yōu) 勢 ，即 包 含 所 有 MCA的 功 能 ， 同 時 又 兼 容 ISA的 產 品 。總 線 傳 輸 率 可 達 33MB/SEISA-2總 線 傳 輸 率 理 論 上 可 達 132MB/S 和 MCA一 樣 ， 由 于 受 專 利 權 的 保 護 ， 使 用 起來 代 價 比 較 高 ， 因 此 也 沒 有 廣

13、 泛 流 行 起 來 。 n EISA既 可 用 于 32位 擴 展 卡 ， 又 可 兼 容 老 的 8位 、 16位 ISA擴 展 卡 。 在 EISA插 槽 上 ， EISA卡 可 以 更 深 地插 入 ， 以 便 與 下 一 排 觸 點 連 接 ， 取 得 32位 支 持 。 n EISA的 結 構 用 當 時 的 工 藝 技 術 制 做 是 比 較 復 雜 的 ，因 而 成 本 很 高 ， 通 常 用 于 服 務 器 和 工 作 站 。 EISA總 線 擴 展 插 槽 的 引 腳 配 置 如 圖 6-5所 示 。 圖 6-5 EISA總 線 擴 展 插 槽 5. VESA總 線 （ V

14、LB總 線 ） 隨 著 計 算 機 速 度 的 提 高 ， 總 線 速 度 已 經 滿足 不 了 系 統(tǒng) 的 要 求 ， 成 為 總 線 速 度 的 瓶 頸 現 象， 首 先 內 存 移 到 了 自 己 的 專 用 總 線 上 。 同 樣 為 了 提 高 視 頻 特 征 ， 將 視 頻 適 配 器 從ISA總 線 移 到 內 存 總 線 上 。 VESA 對 32位 微 處 理器 直 接 訪 問 ， 最 大 總 線 速 度 可 達 50MHz， 大 大提 高 了 許 多 擴 展 卡 ， 尤 其 是 顯 卡 的 速 度 。 VESA是 在 ISA總 線 的 黑 色 插 槽 的 延 伸 方 向 上

15、增 加 了 一 個 新 的 淺 色 插 槽 ， 它 有 雙 排 共 116個 觸點 ， 單 獨 提 供 32位 數 據 線 和 32位 地 址 線 。 因 此 32位 的 VESA總 線 槽 同 16位 的 ISA總 線 槽 保 持 了 互 換性 ， 即 在 VESA擴 展 槽 上 也 可 以 插 ISA擴 展 卡 ， 只是 VESA擴 展 卡 比 較 長 。 如 圖 6-6所 示 。 圖 6-6 VESA總 線 擴 展 插 槽 PCI（ Peripheral Component Interconnect） 即 外 部設 備 互 聯(lián) 總 線 ， 顧 名 思 義 ， 它 的 初 衷 就 是 使

16、外 設 主 芯 片 能快 捷 地 連 入 系 統(tǒng) 。 PCI是 專 門 為 Intel Pentium處 理 器 設 計的 ， 它 也 是 一 種 高 性 能 的 PC機 局 部 總 線 （ Local Bus） 。 PCI總 線 于 1992年 發(fā) 布 ， 目 前 使 用 的 標 準 是 PCI2.2版 ，有 5種 類 型 。 最 常 使 用 的 是 32位 /33M的 PCI總 線 PCI總 線 類 型 ： PCI總 線 類 型 總 線 寬 度 （ bit） 總 線 速 度 （ MHz） 數 據 周 期 / 時 鐘 周 期 帶 寬 （ MB/sec） PCI 32 33 1 133 PCI

17、 66MHz 32 66 1 266 PCI 64位 64 33 1 266 PCI 66MHz/64位 64 66 1 533 PCI-X 64 133 1 1066 PCI總 線 在 系 統(tǒng) 中 的 地 位 ： PCI還 有 如 下 優(yōu) 點 ： 1 PCI支 持 PnP（ Plug and Play） 即 插 即 用 功 能 。 2 PCI總 線 支 持 猝 發(fā) 傳 送 ， 大 大 提 高 了 總 線 的 數 據 傳輸 率 。 3 PCI支 持 總 線 主 控 和 同 步 操 作 。 4 PCI采 用 多 路 復 用 技 術 ， 可 以 在 有 限 的 空 間 里 加 大總 線 寬 度 ，

18、 提 高 總 線 利 用 率 。 5 PCI可 以 不 依 賴 于 CPU的 主 頻 和 種 類 ， 接 入 的 PCI設備 也 不 影 響 CPU。 PCI總 線 識 別 ：64位 、33M的 PCI 64位 、 64M的 PCI32位 、33M的PCI 1、 64位 的 PCI主 要用 在 服 務 器2、 還 有 一 種 PCI也經 常 用 戶 于 服 務 器 ：32位 /66M， 臺 式 一般 用 32位 /33M的PCI 64位 的 PCI總 線 擴 展 槽 是 在 32位 PCI插 槽 上 延 長 ，每 邊 增 加 32線 而 成 。 PCI總 線 插 槽 分 為 5V供 電 電 源

19、 和 3.3V供 電 電 源 兩種 ， 為 避 免 這 兩 種 不 同 的 擴 展 卡 插 錯 ， 3.3V的 插 槽 的定 位 擋 片 Key的 位 置 改 設 在 12、 13引 腳 處 。 電 源 為 3.3V和 5V的 32位 PCI總 線 擴 展 插 槽 的 引 腳 配 置 如 圖 6-7所 示 。插 槽 的 觸 點 信 號 定 義 如 表 6-2。PCI插 槽 ： （ 續(xù) ） n 圖 6-7 5V和 3.3V電 源 的 PCI擴 展 槽 的 引 腳 配 置 表 6-2 PCI總 線 插 槽 的 信 號 定 義 5V 電 源 PCI 3.3V 電 源 PCI 觸 點 號 A 行 B

20、行 A 行 B 行 1 -TRST -12V -TRST -12V 2 +12V TCK +12V TCK 3 TMS GND TMS GND 4 TDI TDO TDI TDO 5 +5V +5V +5V +5V 6 -INTA +5V -INTA +5V 7 -INTC -INTB -INTC -INTB 8 +5V -INTD +5V -INTD 9 RESERVED -PRSNT1 RESERVED -PRSNT1 10 +5V（ I/O） RESERVED +3.3V（ I/O） RESERVED 11 RESERVED -PRSNT2 RESERVED -PRSNT2 12 GND

21、 GND KEY（ GND） KEY（ GND） 13 GND GND KEY（ GND） KEY（ GND） 14 RESERVED RESERVED RESERVED RESERVED 15 -RST GND -RST GND 16 +5V（ I/O） CLK +3.3V（ I/O） CLK 17 -GNT GND -GNT GND 18 GND -REQ GND -REQ 19 RESERVED +5V（ I/O） RESERVED +3.3V（ I/O） 20 A/D30 A/D31 A/D30 A/D31 21 +3.3V A/D29 A/D30 A/D29 22 A/D28 GND

22、 A/D28 GND 23 A/D26 A/D27 A/D26 A/D27 24 GND A/D25 GND A/D25 25 A/D24 +3.3V A/D24 +3.3V 26 IDSEL -C/BE3 IDSEL -C/BE3 27 +3.3V A/D23 +3.3V A/D23 28 A/D22 GND A/D22 GND 29 A/D20 A/D21 A/D20 A/D21 30 GND A/D19 GND A/D19 31 A/D18 +3.3V A/D18 +3.3V 32 A/D16 A/D17 A/D16 A/D17 33 +3.3V -C/BE2 +3.3V -C/BE2

23、34 -FRAME GND -FRAME GND 35 GND -IRDY GND -IRDY 36 -TRDY +3.3V -TRDY +3.3V 37 GND -DEVSEL GND -DEVSEL 38 -STOP GND -STOP GND 39 +3.3V -LOCK +3.3V -LOCK 40 SDONE -PERR SDONE -PERR 41 -SBO +3.3V -SBO +3.3V 42 GND -SERR GND -SERR 43 PAR +3.3V PAR +3.3V 44 A/D15 -C/BE1 A/D15 -C/BE1 45 +3.3V A/D14 +3.3V

24、A/D14 46 A/D13 GND A/D13 GND 47 A/D11 A/D12 A/D11 A/D12 48 GND A/D10 GND A/D10 49 A/D09 GND A/D09 GND 50 KEY（ GND） KEY（ GND） GND GND 51 KEY（ GND） KEY（ GND） GND GND 52 -C/BE0 A/D08 -C/BE0 A/D08 53 +3.3V A/D07 +3.3V A/D07 54 A/D06 +3.3V A/D06 +3.3V 55 A/D04 A/D05 A/D04 A/D05 56 GND A/D03 GND A/D03 57

25、A/D02 GND A/D02 GND 58 A/D00 A/D01 A/D00 A/D01 59 +5V（ I/O） +5V（ I/O） +3.3V（ I/O） +3.3V（ I/O） 60 -REQ64 -ACK64 -REQ64 -ACK64 61 +5V +5V +5V +5V 62 +5V +5V +5V +5V AGP（ Accelerate Graphic Port） 即 加 速圖 形 接 口 ， 它 是 Intel專 門 為 Pentium 系 統(tǒng) 的圖 形 控 制 器 設 計 的 系 統(tǒng) 總 線 結 構 ， 它 十 分 默 契 地配 合 著 Pentium 的 高 速 浮 點

26、 運 算 能 力 和 MMX技術 ， 目 前 幾 乎 壟 斷 了 3D圖 形 加 速 卡 的 接 口 。 AGP端 口 類 型 ： 定 義 了 66MHz時 鐘 速 度 及 1x或 2x使 用 3.3V的 信 號 。 AGP規(guī) 范 2.0發(fā) 布 于 1998年 5月 ， 增 加 了 4x信 號 及 1.5V的 工 作 能力 。 AGP規(guī) 范 最 近 版 本 是 于 2000年 8月 發(fā) 布 的 AGP 8x。 AGP總 線 類 型 總 線 寬 度（ Bit） 總 線 速 度（ MHz） 數 據 周 期 /時 鐘 周 期 帶 寬（ MB/sec） AGP 32 66 1 266 AGP 2x 3

27、2 66 2 533 AGP 4x 32 66 4 1066 AGP 8x 32 66 8 2133 AGP槽 識 別 AGP總 線 將 顯 示 卡 與 主 板 的 芯 片 組 直接 相 連 ， 進 行 點 對 點 傳 輸 ， 所 以 它 不 是那 種 通 用 性 的 總 線 ， 它 只 用 于 支 持 AGP圖形 加 速 卡 。 Intel公 司 推 出 了 支 持 AGP的440LX和 BX等 芯 片 組 。 Pentium II CPU、440BX和 AGP的 系 統(tǒng) 結 構 如 圖 6-8。AGP總 線 的 系 統(tǒng) 結 構 ： 圖 6-8 Pentium 、440BX和 AGP系 統(tǒng)結

28、 構AGP總 線 的 系 統(tǒng) 結 構 ： （ 續(xù) ） AGP在 PC圖 形 控 制 器 和 內 存 之 間 提 供 了 高速 通 道 ， 可 使 圖 形 控 制 器 直 接 從 主 內 存 執(zhí) 行 紋理 映 射 ， 而 不 必 局 限 于 少 量 的 顯 存 中 。 AGP還有 助 于 加 速 從 CPU到 圖 形 控 制 器 的 解 碼 視 頻 流 ，不 需 要 將 預 取 的 紋 理 緩 存 到 顯 存 中 ， 這 使 得 3D程 序 運 行 更 快 。 AGP總 線 的 系 統(tǒng) 結 構 ： （ 續(xù) ） 3. PCI Express總 線PCI總 線 技 術 面 臨 的 幾 個 的 問 題

29、 ：最 高 帶 寬 133MB/s 工 作 頻 率 只 有 33MHz IRQ共 享 問 題 主 板 銅 布 線 工 藝 設 備 數 目 限 制 PCI Express總 線 :2003年 7月 發(fā) 布 PCI ExpressPCI Express從 名 稱 上 來 看 似 乎 同 PCI有 著 很 大 的 關系 ， 但 實 際 上 這 并 不 是 PCI技 術 的 延 續(xù) （ 不 是 新 的 具有 更 高 帶 寬 的 PCI技 術 ， 也 更 不 是 一 個 驅 動 程 序 或 者一 個 升 級 補 丁 ） PCI Express不 只 要 取 代 PCI及 AGP的 插 槽 ， 同 時 也

30、將 是 一 些 電 腦 內 部 系 統(tǒng) 連 接 接 口 ， 如 處 理 器 、 繪 圖 、網 絡 及 磁 盤 的 I/O子 系 統(tǒng) 芯 片 間 的 連 接 。 PCI Express主 要 技 術 特 性 和 優(yōu) 勢 ： 設 備 間 點 對 點 的 串 行 連 接 單 針 高 帶 寬 彈 性 總 線 帶 寬 低 功 耗 和 電 源 管 理 功 能 支 持 熱 插 拔 、 熱 交 換 支 持 同 步 數 據 傳 輸 通 過 中 央 I/O橋 芯 片 進 行 主 橋 傳 送 或 者 通 過 交 換 器 進 行 對 等 傳 送 分 包 和 分 層 協(xié) 議 機 制 支 持 多 虛 擬 通 道 每 物

31、理 通 道 端 到 端 和 連 接 層 的 數 據 集 成 PCI層 的 錯 誤 處 理 和 高 級 錯 誤 報 告 采 用 小 尺 寸 接 口 ， 節(jié) 省 空 間 軟 件 層 兼 容 PCI PCI Express總 線 識 別 ： PCI Express接 口 根 據 總 線 接 口 對 位 寬 的要 求 不 同 而 有 所 差 異 ， 分 為 PCI Express1X、2X、 4X、 8X、 16X甚 至 32X ， 下 面 是 幾 種PCI Express接 口 插 槽 圖 ： PCI Express總 線 識 別 ： （ 續(xù) ） 前 總 線 （ FSB） 前 總 線 FSB（ Fr

32、ont Side Bus ） 是 CPU和 外界 交 換 數 據 的 最 主 要 通 道 ， CPU就 是 通 過 前 端 總線 （ FSB） 連 接 到 北 橋 芯 片 ， 進 而 通 過 北 橋 芯 片和 內 存 、 顯 卡 交 換 數 據 。 因 此 前 端 總 線 的 數 據傳 輸 能 力 對 計 算 機 整 體 性 能 作 用 很 大 。 第 6章 系 統(tǒng) 總 線 及 外 圍 設 備 接 口6.1 主 板 上 的 系 統(tǒng) 總 線6.2 系 統(tǒng) 總 線 的 標 準6.3 外 圍 設 備 接 口 6.3 外 圍 設 備 接 口 主 板 上 的 設 備 接 口 主 機 的 重 要 性 前

33、面 已 經 充 分 說 明 了 ， 但 是 作 為 一個 有 效 的 計 算 機 系 統(tǒng) ， 外 部 設 備 也 是 不 可 或 缺 的 。 如果 沒 有 最 基 本 的 外 存 設 備 和 輸 入 輸 出 設 備 ， 計 算 機 主機 系 統(tǒng) 就 無 法 運 行 和 與 用 戶 交 互 。 微 型 計 算 機 的 外 部 設 備 主 要 包 括 外 存 設 備 和 輸 入輸 出 設 備 （ I/O設 備 ） ， 常 用 的 外 部 存 儲 器 有 軟 盤 和 軟盤 驅 動 器 、 硬 盤 、 光 盤 和 光 盤 驅 動 器 、 磁 帶 和 磁 帶 機等 ， 常 用 的 輸 入 設 備 有 鍵

34、 盤 、 鼠 標 、 掃 描 儀 、 麥 克 風 、數 碼 相 機 、 攝 像 機 和 光 筆 等 ， 常 用 的 輸 出 設 備 有 顯 示器 、 打 印 機 、 功 放 揚 聲 器 和 繪 圖 儀 等 。 由 于 外 部 設 備 各 自 的 特 點 ， 主 機 與 外 設 間交 換 的 信 息 載 體 形 式 （ 模 擬 、 數 字 、 電 壓 、 電流 ） 、 數 據 傳 送 的 速 率 和 方 式 （ 串 行 、 并 行 ）等 都 會 有 所 不 同 ， 因 此 必 須 在 它 們 之 間 建 立 多種 數 據 轉 換 和 緩 沖 的 界 面 ， 這 就 是 各 種 規(guī) 格 的輸 入

35、輸 出 接 口 （ Input/Output Interface Port） ， 簡 稱 I/O接 口 。6.3 外 圍 設 備 接 口 微 機 采 用 的 通 信 接 口 標 準 有 計 算 機 專 用 的 也有 電 器 設 備 領 域 通 用 的 ， 有 某 一 類 外 設 專 用 的 也有 不 同 外 部 設 備 通 用 的 。 專 用 接 口 如 硬 盤 接 口IDE、 鍵 盤 鼠 標 接 口 PS/2和 顯 示 器 接 口 （ VGA口 ）等 。 通 用 I/O通 信 接 口 按 其 數 據 傳 送 的 形 式 不 同可 以 分 為 串 行 接 口 和 并 行 接 口 兩 大 類 。

36、 6.3 外 圍 設 備 接 口 1. 串 行 端 口 RS232C： 串 行 是 指 發(fā) 送 一 個 字 節(jié) 字 符 的 八 位 二 進 制位 時 是 按 順 序 一 位 一 位 的 發(fā) 送 了 ， 而 接 收 也 是一 位 一 位 地 接 收 ， 而 不 是 八 位 同 時 傳 送 。 計 算 機 系 統(tǒng) 一 般 都 有 一 個 或 兩 個 串 行 端 口 ，通 常 位 于 系 統(tǒng) 的 后 部 。 這 些 內 置 的 串 口 可 以 通過 主 板 上 的 Super I/O芯 片 控 制 串 行 端 口 PC機 通 常 配 置 有 兩 個 RS-232C異 步 串 行 通 信 接 口 。串

37、 口 一 的 邏 輯 名 為 COM1/COM3， 9針 D型 插 座 ， 通 常 用 來接 鼠 標 。 串 口 二 的 邏 輯 名 為 COM2/COM4， 25針 D型 插 座 ，連 接 Modem、 數 碼 相 機 和 磁 卡 機 等 外 設 。 串 行 接 口 的 9針 和 25針 插 座 針 孔 配 置 見 圖 6-10， 各 針 孔 的 信 號 定 義如 表 6-3。串 行 端 口 (續(xù) ) n 圖 6-10 串 口 插 座 針 孔 配 置串 行 端 口 (續(xù) ) 表 6-3 RS-232C串 口 信 號 定 義 9針 串 口 25針 串 口 信 號 功 能 方 向 3 2 TXD

38、 發(fā) 送 數 據 O 2 3 RXD 接 收 數 據 I 7 4 RTS 請 求 發(fā) 送 O 8 5 CTS 允 許 發(fā) 送 I 6 6 DSR 數 據 裝 置 就 緒 I 5 7 GND 信 號 地 1 8 DCD 數 據 載 波 檢 測 I 4 20 DTR 數 據 終 端 就 緒 O 9 22 R 響 鈴 指 示 I 串 行 端 口 (續(xù) ) 串 口 的 配 置 ： n 在 PC機 中 ， 一 般 可 為 com1/com2兩 個 串 口 進 行參 數 配 置 。 BIOS生 產 商 從 來 沒 有 將 支 持 COM3和COM4的 信 息 寫 入 BIOS， Dos不 能 配 置 串

39、口 n 想 增 加 除 標 準 的 COM1和 COM2之 外 的 串 口 ， 那么 必 須 確 保 這 些 串 口 使 用 了 惟 一 和 不 沖 突 的 中 斷 。如 果 購 買 子 串 口 適 配 卡 ， 并 想 通 過 使 用 該 卡 來 獲得 除 標 準 的 COM1和 COM2外 的 端 口 ， 那 么 要 確保 這 些 端 口 沒 有 使 用 IRQ3和 IRQ4。 最 新 的 PCI串 口 卡 具 有 共 享 IRQ的 特 性 ， 允 許 COM3以 上 的串 口 使 用 單 獨 的 IRQ而 不 會 發(fā) 生 沖 突 。 串 行 端 口 (續(xù) ) 2. USB通 用 串 行 總

40、 線 n USB（ 通 用 串 行 總 線 ） 是 一 種 外 部 設 備 總 線 標 準 ， 它的 設 計 為 PC的 外 部 連 接 設 備 帶 來 了 即 插 即 用 功 能 。 n USB在 同 一 臺 計 算 機 上 最 多 可 以 同 時 支 持 127臺 設 備的 運 行 ， 并 且 還 支 持 將 外 設 為 插 入 的 點 ， 使 用 簡 單這 個 標 志 用 來 表 示 USB的 電 纜 、 連 接 器 、 集 線 器 和 外 部 設 備 串 行 端 口 (續(xù) ) USB技 術 : n USB 1.1版 被 定 義 為 通 過 簡 單 的 4線 連 接 以12Mbit/秒

41、（ 或 1.5Mbit/秒 ） 的 速 率 運 行 。該 總 線 支 持 多 達 127臺 設 備 并 且 使 用 了 級 聯(lián) -星 形 的 拓 撲 結 構 ， 該 結 構 由 PC內 的 擴 展 集 線器 、 所 有 的 USB外 設 ， 甚 至 是 獨 立 的 集 線 器 盒所 構 成 。 n USB 2.0比 USB 1.1要 快 40倍 ， 可 以 支 持 的 傳輸 速 率 達 480Mbit/sec或 60MB/sec n USB也 帶 有 一 個 慢 一 些 的 1.5Mbit/秒 的 子 通道 。 該 子 通 道 的 連 接 機 構 可 以 用 于 慢 速 接 口 設備 ， 例

42、如 鍵 盤 和 鼠 標 。 串 行 端 口 (續(xù) ) USB連 接 器 :n USB規(guī) 定 了 兩 種 不同 的 連 接 器 ， 稱 為 A系 列 和 B系 列 。 A系列 連 接 器 是 為 那 些 電纜 要 永 久 連 接 的 設 備設 計 的 , B系 列 連 接器 是 為 需 要 可 分 離 電纜 的 設 備 設 計 的 A系 列 和 B系 列 的 USB插 頭 和 插 座 串 行 端 口 (續(xù) ) USB連 接 器 ： (續(xù) )n 產 品 標 簽 標 明 那 些 設 備 支 持 1.1和 2.0USB-IF符 合 USB1.1的 新 標 簽 （ 左 ） 和 USB IF符 合 USB

43、2.0的 新 標 簽 （ 右 ） 串 行 端 口 (續(xù) ) USB的 特 點 ：速 度 快 、 雙 向 、 同 步 、 低 成 本 、 可 動 態(tài) 加 入（ 熱 拔 插 ）使 用 方 便 、 連 接 單 一 、 自 動 識 別 。適 用 范 圍 寬 、 連 接 靈 活 ：獨 立 供 電 。 USB接 口 提 供 內 置 電 源 ， USB電 源能 向 低 壓 設 備 提 供 5伏 的 電 源 。串 行 端 口 (續(xù) ) 3.IEEE-1394 n IEEE-1394（ 簡 稱 1394） 是 由 IEEE標 準 委 員 會 于 1995年下 半 年 發(fā) 布 的 n 1394最 初 的 版 本

44、實 際 上 被 稱 為 1394a， 由 于 它 于 2000年被 采 納 ， 有 時 也 稱 為 1394a-2000。 1394還 有 兩 個 其 他 的常 用 名 ： i.Link和 FireWire。n 當 前 在 IEEE-1394標 準 中 存 在 著 3種 不 同 的 信 號 發(fā) 送 速率 100-、 200-、 400Mbit/秒 （ 12.5-、 25-、 50MB/秒 ） 。 n 一 個 單 獨 的 IEEE-1394適 配 卡 上 最 多 可 以 連 接 63臺 設 備 。 串 行 端 口 (續(xù) ) 1394標 準 的 電 纜 、 插 座 和 連 接 器 IEEE-139

45、4端 口 、 6針 電 纜 和 4針 電 纜 串 行 端 口 (續(xù) ) IEEE-1394a和 USB 1.1/2.0的 比 較 IEEE-1394 USB 1.1 USB 2.0PC主 機 要 求 不 是 是最 大 設 備 數 63 127 127熱 交 換 可 可 可設 備 間 的 最 大電 纜 長 度 4.5米 5米 5米傳 輸 率 200Mbps（ 25MB/秒 ） 12Mbps（ 1.5MB/秒 ） 480Mbps（ 60MB/秒 ）傳 輸 率 400Mbps（ 50MB/秒 ） 800Mbps（ 100MB/秒 ） 1Gbps+（ 125MB/秒 ） 無 無 典 型 設 備 -DV

46、便 攜 式 攝 像 機 -鍵 盤 除 全 部 USB1.1設 備 外 還有 ： -高 分 辨 率 數 字 照 相 機 -鼠 標 -DV便 攜 式 攝 像 機 -HDTV -游 戲 桿 -高 分 辨 率 數 字 照 相 機 -機 頂 盒 -低 分 辨 率 數 字 照 相 機 -HDTV -高 速 驅 動 器 -低 速 驅 動 器 -機 頂 盒 -高 分 辨 率 掃 描 儀 -調 制 解 調 器 -高 速 驅 動 器 -電 子 樂 器 -打 印 機 -高 分 辨 率 掃 描 儀 -低 分 辨 率 掃 描 儀 并 行 端 口 ： n 并 行 端 口 一 般 用 于 將 打 印 機 連 接 到 PC上

47、 。該 功 能 是 并 口 惟 一 的 原 始 用 途 n IEEE 1284并 口 （ Centronic類 型 8位 并 口 ，IEEE1284 Nibble模 式 ） 標 準 定 義 了 五種 不 同 的 端 口 操 作 模 式 ， 其 中 著 重 強 調 了具 有 更 高 傳 輸 率 的 EPP和 ECP模 式 。 并 行 端 口 并 行 端 口 類 型 ：并 口 類 型 輸 入 模 式 輸 出 模 式 注 釋SPP（ 標 準 并 口 ） 半 字 節(jié) 兼 容 4位 輸 入 ， 8位 輸 出雙 向 并 口 字 節(jié) 兼 容 8位 I/OEPP（ 增 強 型 并 口 ） EPP EPP 8位

48、 I/OECP（ 擴 充 能 力 端 口 ） ECP ECP 8位 I/O， 使 用 DMAIEEE-1284端 口 類 型 并 行 端 口 (續(xù) ) 并 行 端 口 識 別 ： IEEE 1284規(guī) 范 中 三 種 不 同 類 型 的 并 口 連 接 器 并 行 端 口 (續(xù) ) 連 接 系 統(tǒng) 與 并 口 ： PC最 初 的 設 計 者 們 設 想 并 口 將 只 被 用 于 與打 印 機 的 通 信 。 在 隨 后 的 這 些 年 中 ， 能 夠 使 用并 口 的 設 備 的 數 量 迅 猛 增 加 。 現 在 人 們 可 以 發(fā)現 ， 從 磁 帶 機 到 LAN適 配 器 ， 再 到

49、CD-ROM和 掃描 儀 ， 這 些 設 備 都 可 通 過 并 口 來 連 接 。 這 些 設備 中 的 多 數 也 可 以 通 過 USB端 口 與 系 統(tǒng) 連 接 ，有 的 設 備 這 兩 種 連 接 方 式 都 支 持 ， 因 而 具 有 極大 的 靈 活 性 。 并 行 端 口 (續(xù) ) 習 題n 1 微 機 系 統(tǒng) 有 哪 幾 類 總 線 。n 2.總 線 的 三 個 組 成 部 分 是 什 么 ？n 3 掌 握 ISA、 VESA、 PCI和 AGP總 線 的 規(guī) 格 和 特 點 。n 4 掌 握 串 口 、 并 口 的 特 點 。 n 4 掌 握 USB接 口 的 規(guī) 格 和 特 點 。 第 六 章 結 束 。 。 。追 求 休 息 一 會 兒 。 。 。