1、中华人民共和国国家标准总线至字节数据微处理机系统总线发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准总线至字节数据微处理机系统总线国家技术监督局批准实施本标准等同采用国际标准总线至字节数据微处理机系统总线主题内容与适用范围本标准描述了用于以微处理机为基本系统的高性能底板总线该并行总线在位非复用地址和数据信号通路上支持单个数据和数据块传送周期传输是由异步交换协议所控制总线分配是按多处理器结构而设定的该总线也支持内部模块中断以便能很快地响应内部的和外部发生的各种事件插件板和机箱的机械结构符合面板和机柜的基本尺寸系列总线标准的概述总线标准的目的总线标准定义了一个在紧耦合硬件配置中用于互连数据处理数据
2、存储和外围控制设备的接口系统该接口系统目的如下允许总线上各设备之间相互通信且不干扰与总线接口的其他设备的内部活动规定了电气的和机械的系统特性使得所设计的设备能可靠地与总线接口的其他设备通信规定了总线和与其接口设备之间交互作用的协议提供描述系统协议的术语和定义允许有较大的设计余量以使设计者能优化性能价格比而又不影响系统的兼容性提供一个性能主要受器件限制而不受系统接口限制的系统总线接口系统单元基本定义可以从机械结构和功能结构两个方面来描述总线的结构机械规范描述了机架底板前面板插件板等等的物理尺寸总线的功能规范描述了总线是如何工作的在每一次操作中涉及了哪些功能模块以及控制它们运行的一些规则本条为描述
3、总线的物理和机械结构两方面的基本术语提供了定义术语汇总见附录补充件用于描述总线机械结构的术语总线底板一块具有插针连接器并具有将连接器插针连入总线信号通路的印制电路板一些总线系统有一块印制电路板称之为底板它提供了基本操作所需的信号通路另一些总线系统还有可选的第二块印制电路板称之为底板它提供了宽数据和宽地址传送所需的另一个插针连接器和信号通路还有一些总线系统具有一块组合的印制电路板它同时提供了和二个底板的信号导体和连接器插件板由印制电路板板上的电子元器件以及一个或二个能插入总线底板连接器的插针连接器组成的一个组件插槽一个能将插件板插入总线底板的位置如果总线系统有和二个底板或一个组合的底板则每一个插
4、槽提供一对插针连接器如果系统只有一个底板则每一个插槽提供一个插针的连接器机架为插入底板的插件板提供机械支撑的钢性框架以保证连接器的准确插接并保证邻近的插件板相互之间不接触它也为系统提供冷却风道并且保证插入的插件板不因底板的振动或冲击而使它们从底板上松脱用于描述总线功能结构的术语图展示了包括总线信号线底板接口逻辑和功能模块在内的功能结构框图图由本标准定义的系统单元底板接口逻辑一个专用的接口逻辑它考虑了底板特性即信号线阻抗传播时间端接值等总线标准规定底板长度在最大插槽数为最多的情况下底板接口逻辑的某些设计规则功能模块一个装在总线插件板上为完成一个任务而一起工作的电子电路的集合数据传送总线由总线底板
5、提供的四组总线中的一组数据传送总线允许主设备去控制主设备与从设备之间的二进制数据的传送数据传送总线常简称为周期在的信号线上一个电平跃变的序列这一序列导致主设备和从设备之间地址或地址和数据的传送周期分为二个部分即地址广播以及接下来的一个或多个数据传送共有种类型的周期它们将在本章的后面予以定义主设备一个功能模块它启动周期以便在它自己和一个从设备之间传送数据从设备一个功能模块它检测由主设备启动的周期当那些周期指定有它参与时就在它自己和主设备之间传送数据地址单元监视器一个功能模块它监视上的数据传送以便检测对已被指定要察看的那些地址单元所进行的存取当存取一个被指定的地址单元时地址单元监视器就产生一个板上
6、信号总线定时器一个功能模块它测量上每一次数据传送的时间有多长如果传送时间太长便终止周期没有此模块时若主设备试图将数据传送到不存在的从设备地址单元或从一个不存在的从设备地址单元将数据传送过来那样也许就会永远等待下去总线定时器用终止周期的方法来防止这一点优先权中断总线由总线底板提供的四组总线中的一组优先权中断总线允许中断器模块发送中断请求到中断处理器模块中断器一个功能模块它在优先权中断总线上产生一个中断请求信号并在中断处理器需要时提供信息中断处理器一个功能模块它检测由中断器产生的中断请求信号并通过要求信息来响应这些请求菊花链特殊类型的总线的信号线用于从第一个插槽到最后一个插槽逐板传播一个信号电平在
7、总线上有四个总线允许菊花链和一个中断承认菊花链菊花链驱动器一个功能模块每当中断处理器承认一个中断请求时便激活中断承认菊花链该菊花链保证在多个中断器产生中断请求时只有一个中断器用它的来响应裁决总线由总线底板提供的四组总线中的一组这个总线允许裁决器模块和几个请求器模块协调使用请求器一个功能模块它与主设备或中断处理器装在同一块插件板上每当它的主设备或中断处理器需要时便请求使用裁决器一个功能模块它从多个请求器模块接收总线请求信号并且每次只允许一个请求器控制公用总线由总线底板提供的四组总线中的一组这个总线包含有周期性时序的信号和协调总线系统电源开和电源关的信号系统时钟驱动器一个功能模块它在公用总线上提供
8、一个的时序信号串行时钟驱动器一个功能模块它提供一个用来同步总线操作的周期性时序信号尽管总线标准定义了一个串行时钟驱动器用于总线尽管它保留了二个底板信号线供那个总线使用但总线协议是完全独立于总线的串行时钟驱动器的时序规范在附录补充件中给出电源监视器模块一个功能模块它监视总线系统主电源的状态并在电源偏离系统可靠运行所要求的限值时发出信号由于大多数系统是由交流供电的所以电源监视器一般设计成用来检测交流线上掉电或电压不足的状态系统控制器插件板一个插在总线底板第插槽上的插件板它含有一个系统时钟驱动器一个裁决器一个菊花链驱动器和一个总线定时器有些还有一个串行时钟驱动器一个电源监视器或二者都有采用说明总线标
9、准正由国际电工委员会第技术委员会的微处理机系统分技术委员会制订作为总线的串行总线总线的周期类型读周期用于将从设备的或个字节的数据传送到主设备去的一个周期这个周期是从主设备广播一个地址和一个地址修改码开始的每一个从设备截获修改码和地址并且核实它是否要响应这个周期若要响应则从它的内部存储器中去找出数据把它放在数据总线上并承认该次传送然后主设备终止这个周期写周期用于将主设备的或个字节的数据传送到从设备去的一个周期这个周期是从主设备广播一个地址和一个地址修改码并且将数据放在上开始的每一个从设备截获地址修改码和地址并且核实它是否要响应这个周期若要响应则存储这个数据并承认该次传送然后主设备终止这个周期数据
10、块读周期用于将从设备的到个字节的数据块传送到主设备去的一个周期它使用或字节的数据传送流来完成传送一旦数据块传送开始则在所有的字节传送完成之前主设备不会释放它和一串读周期不同在数据块读周期里主设备只广播一个地址和地址修改码在周期开始时然后从设备在每一次传送时递增这个地址使得下一次传送的数据能从下一个较高的地址单元中去寻找数据块写周期用于将主设备的到个字节的数据块传送到从设备去的一个周期数据块写周期非常相似于数据块读周期它是使用或字节的数据传送流来完成传送的在所有的字节传送完成之前主设备不会释放它和一串写周期不同在数据块写周期里主设备只广播一个地址和地址修改码在周期开始时然后从设备在每一次传送时递
11、增这个地址使得下一次传送来的数据能被存储进下一个较高的地址单元读改写周期用于自从设备地址单元读出并写入该从设备地址单元的一个周期在该周期里不允许任何其他主设备去存取这个地址单元这个周期在某些将存储器地址单元用于信标功能的多处理器系统中是非常有用的唯地址周期只由地址广播组成而没有数据传送的一个周期从设备不用承认唯地址周期并且主设备不用等待承认就可终止这个周期中断承认周期由中断处理器启动的从一个中断器中读出信息的一个周期每当中断处理器从一个中断器检测到一个中断请求并且控制了时它便产生这个周期基本的总线结构总线接口系统是由底板接口逻辑称之为总线的四组信号线以及能按要求配置的功能模块的集合组成的功能模
12、块相互间的通信是用底板上的信号线进行的在本标准中定义的功能模块是讨论总线协议时用的工具不需要将它看作是对逻辑设计的限制例如设计者可以以所述的方式选择与总线相互关连的设计逻辑但可使用不同的板上信号或监视其他的总线信号总线的插件板可以设计成包含任何由本标准定义的功能模块的组合总线的功能结构可分为四类每一类都由一组总线及与其相关的共同合作以完成特定任务的功能模块所组成图展示了总线功能模块和各组总线各类功能结构简述如下数据传送设备在有数据和地址通道以及与之相关的控制信号的上传送数据称为主设备从设备中断器和中断处理器的功能模块使用互相传送数据称为总线定时器和菊花链驱动器的另外二个模块也在这个过程中协助它
13、们传送裁决由于总线系统能配置多个主设备或中断处理器所以必须要有一种方法使之能在它们之间有秩序地传送的控制并且保证在一个给定的时间里只有一个设备能控制裁决总线模块请求器和裁决器协调该控制的传递优先权中断总线的优先权中断能力为设备提供了一种手段使它能请求中断处理器的服务这些中断请求按优先级最多可排为七级各中断器和中断处理器均使用优先权中断总线信号线公用周期时钟初始化和故障检测均是由公用总线提供的它包含二条时钟线一条系统复位线一条系统故障线一条交流故障线和一条串行数据线总线标准的几种说明图为了有助于定义或说明总线的操作可使用以下几种说明图它们是时序图表示信号变化的时间关系标注的数字是相应信号时间的最
14、大和或最小的限值这些图上标注的某些时间规定了底板接口逻辑的动作而其他时间则规定了功能模块间的互锁特性顺序图类似于时序图但是只表示了各功能模块间的互锁时序关系这类图是为了表示事件发生的顺序而不是规定它所涉及的时间例如顺序图可以表明在模块检测到模块产生的信号变化之前它不会产生信号变化流程图表示在总线操作期间会发生的事件流事件用文字来说明并且是二个或多个功能模块相互作用的结果流程图是按序列方式来说明总线的操作同时还表示出各功能模块的相互作用本标准使用的术语为了避免混淆并清楚地表明一致性的要求在本标准的许多章条中都用下划线标上了关键字以表明它所包含的信息类型这些关键字为规则推荐建议容许说明任何没有用这
15、些关键字来标志的正文都是用来描述总线的结构或操作它既可以用说明形式也可以用叙述形式书写这些关键字用法如下规则章号序号规则构成了总线标准的基本骨架它们有时以文字形式有时以图表格或图形的形式来表示所有的总线规则都必须遵循以保证总线设计之间的兼容性规则是强制性的本标准标下划线的必须和不得专门用来描述规则不作任何它用推荐章号序号凡出现推荐的地方设计者最好按照推荐的内容去做否则就可能会带来一些麻烦的问题或可能使性能降低尽管所设计的总线能支持高性能的系统但实际设计的总线系统即使符合了所有的规则仍有可能使系统的性能很差在许多情况下设计者要具备总线方面的一定经验才能设计出高性能的插件板来本标准中所给出的那些推
16、荐依据的就是这种经验推荐给设计人员以加快他们学习了解的过程建议章号序号在总线规范中的建议是非常有用的但并非必须遵循读者最好认真考虑一下这些建议设计人员在取得总线方面的经验之前要在设计总线插件板的过程中作出某些设计方面的决策是非常困难的这些建议对还没有得到这种经验的设计者来说是很有帮助的若要设计某种插件板使它能便于和其他插件板兼容或设计得使系统调试工作更加容易就得采用这些建议容许章号序号在某些情况下总线规则并不特别禁止某些设计方法但是读者可能会担心这些方法是否违背了规则的精神或它是否会导致一些微妙的问题出现容许就是使读者放心某些设计方法是可接受的不会发生问题本标准中的黑体专门用来描述容许不作任何
17、它用说明章号序号说明并不提出任何特别的劝告它们通常是从前面讨论的内容中引出的用来说明某些总线规则的含意并引起对那些可能被忽视的问题的重视在一些规则后面还给出了原理方面的说明以使读者能理解为什么必须遵循这些规则信号线的状态总线标准采用总线线上的电平和跃变来描述它的协议一条信号线的电平总是被假定处在二个电平中的一个或处在这二个电平之间的跃变之中每当使用术语高就是指处在高电平术语低是指处在低电平当电压在这二个电平之间移动时则称之为信号线处在跃变中见第章关于总线使用的电压门限在信号线上可能出现二种跃变它们被称之为沿信号线上的电平从低电平向高电平跃变的时间称之为上升沿信号线上的电平从高电平向低电平跃变的
18、时间称之为下降沿有一些总线规范为这些沿规定了最大和最小的上升和下降时间但问题是设计者对这些时间很难进行控制如果底板负载很重上升和下降的时间会很长如果负载较轻这些时间就会缩短即使设计者知道了最大和最小负载他们仍要花时间进行实验去找出哪些驱动器应提供需要的上升和下降时间事实上上升和下降时间是所涉及到的底板各信号线的阻抗信号线的端接情况驱动器的源阻抗和信号线容性负载等复杂情况综合作用的结果为了消除这些因素插件板的设计者得研究传输线理论以及驱动器和接收器的某些特殊参数而这些参数在大多数制造厂的数据资料中是找不到的总线标准并不规定上升和下降的时间而是为驱动器和接收器规定了它们的电气特性并建议如何来设计底
19、板它还告诉设计者最坏情况的总线负载将会如何影响这些驱动器的传播延迟以便能保证在制造插件板之前满足总线的时序要求如果总线的设计者遵循这些传播延迟的要求那么他们的插件板在最坏情况下也能和其他的总线兼容插件板一起可靠地工作图由本标准定义的功能模块和总线星号的使用在某些信号助记符后面有一个后缀星号以帮助定义它们的用法其含义如下对于那些电平有效的信号在它们的信号名之后加上一星号则表示信号电平为低时信号为真或有效对于那些沿有效的信号在它们的信号名之后加上一星号则表示信号沿从高到低跃变时发生由该信号启动的动作说明星号不适用于异步运行的时钟线和因为这些时钟线和别的总线时序信号没有固定的相位关系协议规范有二层总
20、线协议总线的最低层称之为底板存取层它由底板接口逻辑公用总线模块和裁决总线模块组成总线数据传送层由和优先权中断总线模块组成图展示了这个分层结构说明数据传送层各模块所使用的信号线由于它们是由不同的模块在不同的时刻驱动的所以形成了一个特殊的类型它们是由长线驱动器驱动的这些长线驱动器可以按底板存取层产生的信号在每块插件板上接通和关断重要的是要仔细控制接通和关断的时间以防止二个驱动器将同一信号线置成不同的电平在本标准中使用了特殊的时序图标记以规定它们的接通和关断的时间参见图总线使用二种基本协议闭环协议和开环协议闭环协议使用互锁的总线信号而开环协议使用广播总线信号互锁总线信号互锁总线信号是由特定的模块发送
21、到另一个特定的模块并由接收的模块承认在信号被承认之前二个模块之间存在着互锁的关系例如一个中断器可以发送一个中断请求信号而其后该信号将由中断承认信号响应总线标准没有规定时间的限制在中断处理器承认之前中断器不会撤消中断请求互锁总线信号协调总线系统的内部功能以消除外部活动的影响每一个互锁信号在总线系统内都有一个源模块和一个目标模块地址选通和数据选通信号是特别重要的互锁信号它们是用数据传送承认信号和总线错信号来互锁的并且协调地址和数据的传送这些是数据传送层中各模块之间所有信息流的基础广播总线信号模块在响应一个事件时会产生一个广播信号现在还没有承认广播信号的协议而只是在指定的最小时间内维持这个广播信号但
22、维持的时间要足以保证所有对应的模块检测到读信号不管总线上发生什么活动广播信号随时均可发出广播信号中的每一个信号都得有一条专用的信号线进行发送例如系统复位和交流电源故障线这些信号线不是向任何特定的模块发送而是向所有的模块通告其特定的状态图信号时序表示法系统举例和说明协议规范详述了各种功能模块的动作它讨论的是一个模块如何响应一个信号而不必去解释信号是从哪里来的因此协议规范没有向读者展示出总线上正在进行的工作概况为了帮助读者总线标准向读者提供了典型的总线操作的例子每一个例子表示了一种可能的事件序列当然也可能出现其他的序列因此读者不能由这些例子而误解例中展示的序列是唯一合法的为了避免出现这种误解所有的
23、例子都以现在时态的叙述体的形式给出这和给出规则时使用的命令句形式相反规则的描述符合总线标准的一致性的要求总线的引言总线包括一组高速异步并行的图表示了典型的总线的总线系统包括所有各类功能模块主设备使用选择从设备所提供的存储地址单元并传送数据到这些地址单元或者由这些地址单元传送数据到主设备有一些主设备和从设备使用了所有的线而另一些主设备和从设备只使用其中的一个部分地址单元监视器监视主设备和从设备之间的数据传送当对地址单元监视器所监视的字节地址单元进行一次存取时地址单元监视器便产生一个板上信号例如它可以借助一个中断请求把信号发给板上的处理器按照这样的配置如果处理器板对总线存储器的一个全局地址单元进行
24、写入而该地址单元又受处理器的地址单元监视器所监视则处理器将被中断主设备启动一个数据传送周期之后在结束该周期之前它要等待响应它的从设备发来的响应信号总线的异步定义允许从设备按要求的时间作出响应如果从设备因为某些故障而不能响应或者如果主设备偶然寻址了一个没有从设备的地址则总线定时器便进行干预从而允许周期终止线可以分为三类地址线数据线控制线说明两条数据选通线和具有双重功能这两条数据选通线的电平用于选择存取哪个或哪些字节数据选通的沿还可用作时序信号协调主设备和从设备之间的数据传送寻址线存储器可寻址的最小单位是字节地址单元每个字节地址单元被赋予一个唯一的二进制地址每个字节地址单元可以根据其地址的两个最低
25、有效位分配成四种地址单元中的一种见表表四种字节地址单元种类字节地址字节字节字节字节图的功能框图只有两个最低有效位地址不相同的一组字节地址单元称为字节组或者字节组字节组中的一些字节或者全部字节可以由单个周期同时存取主设备使用地址线选择将要存取的那个字节组而四条附加的线和用来选择该字节组中在数据传送期间要存取哪个或哪些字节地址单元使用这四条线主设备可以根据周期类型同时存取个个个或者个字节地址单元表中列出了种可能的周期类型以及这四条线所对应的电平说明在两条数据选通线都被驱动到低电平的周期中一条数据选通线可能会稍后于另一条线被驱动到低在这种情况下表中指出的信号电平是最终的电平说明表中给出的四条信号线的
26、电平有种可能的电平组合种组合中有两种非法组合是不使用的见规则中的表规则和的最终电平是下列非法组合中的任何一种时主设备不得产生周期注为高电平为低电平容许产生字节读或字节写周期的主设备在跃变状态时可以短暂地产生规则中所描述的两种组合中的任何一种即一条数据选通线的电平已经下降而另一条还没有下降说明每当一个主设备驱动到低到高它就驱动两条数据选通线到低任何其他组合都是非法的总线插件板的设计者可利用这个优点去简化从设备插件板上的逻辑容许为了简化所需要的逻辑响应字节读和字节写周期的从设备可以不必设计区分这些周期和规则中所描述的两种非法周期之间的区别用的逻辑表在数据传送期间选择被存取的字节地址单元用的信号电平
27、周期类型唯地址注单偶字节传送字节读或写字节读或写单奇字节传送字节读或写字节读或写双字节传送字节读或写字节读或写续表周期类型四字节传送字节读或写单字节数据块传送单字节数据块读或写注双字节数据块传送双字节数据块读或写注四字节数据块传送四字节数据块读或写单字节读改写传送字节读改写字节读改写字节读改写字节读改写双字节读改写传送字节读改写字节读改写四字节读改写传送字节读改写非对齐传送字节读或写字节读或写字节读或写注在唯地址的周期里两条数据选通线都保持为高但和线可以为高或者为低在单字节数据块传送期间两条数据选通线交替地驱动到低其中的任何一条都可能在第一次传送时被驱动到低如果第一次存取的字节地址单元是字节或
28、字节则被首先驱动为低如果第一次存取的字节地址单元是或字节则被首先驱动为低只在第一次数据传送时即直到从设备首次驱动或到低为止有效并且根据单字节数据块传送从哪个字节开始可能为高或为低如果第一个字节地址单元是字节或者字节则就为低如果第一个字节地址单元是字节或者字节则就为高从字节开始的单字节数据块传送周期的例子如下第一次数据传送字节字节字节字节最后一次数据传送字节高或低在双字节数据块传送期间每次数据传送时两条数据选通线都驱动到低只在第一次数据传送时即直到从设备首次驱动或到低为止有效并且根据双字节数据块的传送由哪个双字节组开始可能为高或者为低如果第一个双字节组是字节则就为低如果第一个双字节组是字节则就为
29、高从字节开始的双字节数据块传送周期的例子如下第一次数据传送字节字节字节最后一次数据传送字节高或低地址修改线有六条地址修改线它们允许主设备在数据传送期间传递附加的二进制信息给从设备表列出了所有可能的种地址修改码并且把每一种码归属为下列三类之一定义的保留的用户定义的定义的地址修改码又可以进一步分成三类短寻址码指出地址线被用于选择字节组标准寻址码指出地址线被用于选择字节组扩展寻址码指出地址线被用于选择字节组表地址修改码进制码地址修改码功能标准监控数据块传送标准监控程序存取标准监控数据存取保留标准非特权数据块传送标准非特权程序存取标准非特权数据存取保留保留保留保留保留保留保留保留保留续表进制码地址修改
30、码功能保留保留短监控存取保留保留保留短非特权存取保留保留保留保留保留保留保留保留保留用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义用户定义续表进制码地址修改码功能扩展监控数据块传送扩展监控程序存取扩展监控数据存取保留扩展非特权数据块传送扩展非特权程序存取扩展非特权数据存取保留保留保留保留保留保留保留保留保留注为低信号电平为高信号电平规则除了用户定义的代码以外表中定义的代码不得用于所规定用途之外的其他用途规则总线从设备插件板不得响应保留的地址修改码说明保留的地址修改码是为了将来进一步增强功能之用如果从设备插件板响应这些代码
31、将来这些代码的用法被定义时可能会出现不兼容的情况容许用户定义的代码可以用于插件板提供者或用户认为适合的任何用途页面跃变存储保护主设备或任务的识别对资源的特权存取等等推荐为了让总线用户能修改用户定义的地址修改码的用法以适合自己的需要可在从设备插件板上以灵活的方法对其译码然后用户可以配置该插件板以便给出其系统所需要的任何译码说明插入插座的和为地址修改码的译码提供了灵活的方法建议在用安装在插座中的可编程器件如或制作的从设备处建议对器件编程以便从设备能响应下列代码从设备有或的能力从设备有或的能力和从设备有或的能力和从设备有能力从设备有能力助记符和在表中定义助记符和在表和中定义数据线总线系统可以用提供条
32、数据线或条数据线的底板配置构成提供条数据线的底板配置只允许主设备同时存取两个字节单元而有条数据线的底板配置则允许最多同时存取个字节地址单元当主设备已经选择了或个字节地址单元时使用条所描述的方法就可以在数据总线上在其自身与这些地址单元之间传送二进制数据表表示在种周期类型中的每一个周期期间如何用数据线来传送数据容许数据发送者对于写周期是主设备对于读周期是从设备可以驱动那些不用于传送数据的数据线表在种周期类型中的每一个周期期间使用数据线传送数据在下列周期类型期间用于传送数据的数据线唯地址无字节传送单偶字节传送字节读或写字节读或写字节字节单奇字节传送字节读或写字节读或写字节字节双字节传送字节读或写字节
33、读或写字节字节字节字节四字节传送字节读或写字节字节字节字节单字节数据块传送单字节数据块读或写注双字节数据块传送双字节数据块读或写注四字节数据块传送四字节数据块读或写字节字节字节字节单字节读改写传送字节读改写字节读改写字节读改写字节读改写字节字节字节字节续表在下列周期类型期间用于传送数据的数据线双字节读改写传送字节读改写字节读改写字节字节字节字节四字节读改写传送字节读改写字节字节字节字节非对齐传送字节读或写字节读或写字节读或写字节字节字节字节字节字节字节字节注在单字节数据块传送期间在或数据线上一次传送位数据下面给出一个这样的例子第一次数据传送字节字节字节字节字节字节最后一次数据传送字节在双字节数
34、据块传送期间在数据线上一次传送位数据下面给出一个这样的例子第一次数据传送字节字节字节字节字节字节字节字节字节字节最后一次数据传送字节字节控制线下列信号线用于控制数据在上的传送地址选通数据选通数据选通总线错数据传送承认读写这条线上的下降沿告诉所有的从设备模块地址是稳定的可以取用和除了条中所述的选择数据传送用的字节地址单元功能以外数据选通还具有其他一些功能在写周期第一个数据选通的下降沿指出主设备已经将有效数据放置在数据总线上在读周期第一个上升沿告诉从设备它可以从数据总线上去掉有效数据说明总线主设备在驱动为低以前不允许把任何一个数据选通驱动为低然而由于事实上底板上的可能比数据选通有更重的负载所以在从
35、设备和地址单元监视器检测到的下降沿之前可能会检测到一个数据选通的下降沿容许总线从设备和地址单元监视器可以设计成当它们检测到一个数据选通的下降沿而不是检测到的下降沿时就去取用地址说明在数据选通下降沿时取用地址的总线从设备和地址单元监视器不必监视说明为了发挥条中所述的地址流水线的全部优点或者为了完成数据块的读和写周期从设备应该在的下降沿取用地址在写周期从设备驱动为低则表示它已经成功地接收了写入的数据在读周期从设备驱动为低则表示它已经把数据放上数据总线由从设备或总线定时器把驱动为低时是向主设备表明数据传送不成功例如一个主设备企图对只读存储器的一个地址单元进行写入时响应它的从设备会驱动到低如果主设备企
36、图存取一个不由任何从设备提供的地址单元则在等待规定的周期之后总线定时器将驱动到低说明当调试总线系统时线是方便而有用的它还能在正常操作期间迅速检测出系统故障并非所有的总线系统都需要具有这种能力容许总线从设备可以设计成不带用于的驱动器建议将从设备设计成在下列状态时用的下降沿去响应当请求或的从设备去执行一个四字节周期时当请求的从设备去执行一个双字节周期时当请求一个非的从设备去执行一次非对齐的传送即三字节传送或者双字节的字节的传送时在读周期期间当从设备从其内部存储器里取出的数据中检测到一个不可纠正的错误时助记符和在表和中定义规则在四字节周期期间和的从设备如果没有四字节能力则不得用的下降沿响应规则在双字
37、节周期期间和的从设备如果没有双字节能力则不得用的下降沿响应规则在非对齐的传送周期期间如果从设备没有能力则不得用的下降沿响应是一条电平有效的信号线它由被驱动为低的第一个数据选通信号的下降沿选通主设备用它来指出数据传送操作的方向当被驱动到低时数据传送的方向是由主设备到从设备模块基本描述除唯地址周期外协议还定义了种可以用于传送数据的不同周期类型这种周期类型的每一种都可以使用三种寻址方式中的任何一种短寻址位标准寻址位和扩展寻址位主设备从设备和地址单元监视器的能力是由一份助记符表来描述的该表分别表示可以产生接受或者监视什么样的周期类型本章后面将详细描述到条提供了四种功能模块的框图主设备从设备地址单元监视
38、器和总线定时器规则图到图中用实线表示的输出信号线必须由模块驱动否则就将它们接为常高说明如果一条输出信号线不被驱动则底板上的端接电阻就要确保它是高电平规则图到图中用实线表示的输入信号线必须以合适的方式监视和承认说明对于图到图中用虚线表示的驱动和监视信号线的规则和容许见表表和表主设备主设备的框图见图图中的虚线表示这些信号线的用法随各种不同类型的主设备而变表规定不同类型的主设备如何使用这些线关于不同类型的主设备如何驱动地址线数据线和的进一步信息在表和中给出表不同类型的主设备使用虚线信号线的规则和容许主设备类型虚线信号线的使用必须监视和驱动可以驱动也可以不驱动可以驱动监视也可以不驱动监视必须监视和驱动
39、可以驱动也可以不驱动可以驱动监视也可以不驱动监视必须驱动必须监视和驱动不得驱动到低续表主设备类型虚线信号线的使用必须驱动可以驱动也可以不驱动必须驱动可以驱动也可以不驱动必须驱动全部可以监视也可以不监视或见第章和第章注助记符和在表中定义助记符和在表中定义图主设备的框图从设备从设备的框图见图图中的虚线表示这些信号的用法随各种不同类型的从设备而变表表示不同类型的从设备如何使用这些线关于不同类型的从设备如何驱动数据线的进一步信息在表中给出图从设备的框图表不同类型的从设备使用虚线信号线的规则和容许从设备类型虚线信号线的使用必须监视和驱动可以监视也可以不监视可以监视或驱动也可以不监视或驱动必须监视和驱动可
40、以监视也可以不监视可以监视或驱动也可以不监视或驱动必须监视和驱动可以监视也可以不监视可以监视或驱动也可以不监视或驱动必须监视和驱动可以监视也可以不监视必须监视可以监视也可以不监视必须监视可以监视也可以不监视必须监视全部可以驱动也可以不驱动注助记符和在表中定义助记符和在表中定义总线定时器总线定时器的框图见图总线定时器可以设计成在不同的时间周期之后驱动到低表表示如何用助记符来描述不同类型的总线定时器表指定总线定时器超时周期的的用法助记符用于含意总线定时器如果第一个数据选通停留在低电平超过微秒则驱动到低说明图中的虚线和允许以下列两种方法之一实现总线定时器当第一个数据选通停留在低电平的时间超过总线超时
41、周期时不管和线上的电平如何都驱动到低当第一个数据选通停留在低电平的时间超过总线超时周期且仅当和两个信号在超时时都是高电平才驱动到低图总线定时器的框图地址单元监视器地址单元监视器的框图见图图中的虚线表示这些信号线的用法随不同类型的地址单元监视器而变表表示不同类型的地址单元监视器如何使用这些线表不同类型的地址单元监视器使用虚线信号线的规则和容许地址单元监视器的类型虚线信号线的使用必须监视可以监视也可以不监视必须监视可以监视也可以不监视必须监视全部可以监视也可以不监视注助记符和的定义见表图地址单元监视器的框图寻址方式每个周期开始时主设备在上广播一个地址根据主设备广播地址的能力广播的地址可以是一个或位
42、的地址位的地址是短地址位的地址是标准地址位的地址是扩展地址表所表示的是用于描述寻址能力的各种助记符以及如何用这些助记符来描述主设备从设备和地址单元监视器主设备与每个地址一起广播一个地址修改码告诉从设备地址是短地址标准地址还是扩展地址短地址由的主设备产生并由的从设备接受标准地址由的主设备产生并由的从设备接受扩展地址由的主设备产生并由的从设备接受短地址主要用于寻址输入输出简称设备由于不必译码很多地址线所以使的从设备逻辑设计比较简单虽然可以把插件板设计成对标准地址和扩展地址译码然而因为是短寻址通常就不必这样做了虽然没有规则去规定不要把插件板设计成具有响应标准寻址方式和扩展寻址方式的能力但这些寻址方式
43、主要是用于寻址存储器的标准寻址方式和扩展寻址方式允许非常大的寻址范围表规定寻址能力的助记符助记符用于含意主设备从设备地址单元监视器能产生短地址位周期能接受短地址位周期能监视短地址位周期主设备从设备地址单元监视器能产生标准地址位周期能接受标准地址位周期能监视标准地址位周期主设备从设备地址单元监视器能产生扩展地址位周期能接受扩展地址位周期能监视扩展地址位周期规则从设备插件板必须对全部地址修改线译码说明规则允许从设备区分短地址标准地址和扩展地址说明除了此处所描述的三种寻址方式以外还有用于中断承认周期见第章的第四种寻址方式这些中断承认周期可以通过为低而不是为高来将其与数据传送周期区分开规则每当主设备在
44、地址总线上广播一个地址时它必须确保为高容许在地址广播期间主设备可以驱动到高或者可以不驱动总线端接电阻将其保持在高规则当为低时从设备不得响应周期推荐由于很多系统将包含和混合的从设备所以建议在位的插件板上除了能力以外再包含和能力在具有能力的插件板上也包含能力基本数据传送能力有四种与有关的基本数据传送能力偶和奇字节只有奇字节和当不同类型的处理器和外围设备与总线相接口时这些能力使其具有较大的灵活性位的处理器可以接口到总线作为主设备位的处理器可以接口到总线作为主设备从设备模块在将位的存储器或位的从设备与相接口时是很有用的许多现有的外围芯片所具有的寄存器都只有位宽度而这些的片通常有几个这样的寄存器当的主设
45、备企图以双字节读周期存取两个邻接的地址单元时它们不能同时提供两个寄存器的内容这些位的外围集成电路芯片可以作为从设备接口到从设备只提供字节或字节地址单元并且只承认单字节存取因为单字节对这些奇字节地址单元的存取总是发生在这便简化了从设备的接口逻辑推荐因为大多数位的微处理器也可以一次存取位存储器因此建议在位的插件板上除了的能力以外再包含有主设备的能力除了允许与存储器之间传送位的数据外还允许它们存取的从设备推荐因为大多数位的微处理器也可以与存储器之间一次传送位或位的数据因此建议在位的插件板上除了位的能力以外再包含和的能力的能力不仅允许与存储器之间传送位的数据还允许主设备存取从设备说明定义唯偶字节的从设
46、备去响应和从设备相邻的偶字节存储器地址单元看起来是符合逻辑的但实际上做不到因为只有一条数据传送承认线如果一个主设备通过一次双字节传送同时选择一个偶字节和一个奇字节地址单元则两个从设备都将驱动同一条数据承认线而主设备就不知道是否是两块插件板都承认了存取推荐因为很多系统将包含具有各种数据传送能力的主设备因此建议在位的从设备存储器插件板上除了位的能力之外再包含有和的能力而在位的从设备插件板上除了能力以外再包含的能力说明由于从设备只响应奇字节地址因而它们不能提供连续的存储器从设备仅用作状态或者控制寄存器而和从设备还可用作存储器表列出了用于描述基本数据传送能力的各种助记符以及如何用每种助记符描述主设备从
47、设备和地址单元监视器表规定基本数据传送能力的助记符助记符用于含意主设备从设备地址单元监视器能产生下列周期能接受下列周期能监视下列周期单字节读周期字节读字节读字节读字节读单字节写周期字节写字节写字节写字节写从设备能接受下列周期单字节读周期字节读字节读单字节写周期字节写字节写续表助记符用于含意主设备从设备地址单元监视器能产生下列周期能接受下列周期能监视下列周期双字节读周期字节读字节读双字节写周期字节写字节写主设备从设备地址单元监视器能产生下列周期能接受下列周期能监视下列周期四字节读周期字节读四字节写周期字节写注表示偶奇表示只有奇数据块传送能力主设备通常以递增的序列存取几个存储器单元在这种情况下数据
48、块传送周期是很有用的数据块传送周期允许主设备提供单个地址然后便存取该单元和较高地址单元的数据而不必提供附加地址当主设备启动一个数据块传送周期时响应的从设备就将地址锁存到插件板上的地址计数器中该主设备在第一次数据传送完成时即驱动数据选通到高不允许地址选通变为高而是重复地驱动数据选通为低以响应来自从设备的数据传送承认并且按递增的顺序与存储器的下一个地址单元之间传送数据为了存取下一个地址单元从设备要递增插件板上的计数器使其在每次数据选通跃变时产生地址说明长度不确定的数据块传送周期是不允许的因为这会使存储器插件板的设计变得复杂特别指出所有的数据块传送从设备响应的及不响应的从设备都必须锁存起始地址然后在
49、每次总线传送时递增地址计数器所有的从设备将必须译码递增后的地址看一看是否数据块的传送已经跨越其地址范围的边界尽管是可以做到的但这样的地址译码通常会限制从设备的存取时间为了简化这些从设备的设计并且使存取时间比较短规则对此作了限制规则数据块传送周期不得超过任何个字节的边界说明规则限制数据块传送的最大长度是个字节但是在块传送的过程中已经知道只有至将会改变这就简化了数据块传送从设备的设计较高的地址线只须在数据块传送周期开始时译码一次因而所有相继的数据传送的存取时间就要短得多说明在某些情况下可能需要传送一个较大的数据块该数据块要跨越一个或多个个字节的边界在这种情况下如果执行数据块传送的插件板上的硬件被设计成能识别已达到个字节边界则它就可以瞬时驱动到高然后启动另一次数据块传送而无需系统软件的干预数据块读周期非常类似于一串读周期同样数据块写周期非常类似于一串写周期不同的是主设备只广播起始地址并且在整个数据传送期间地址选通保持在低说明在数据块传送期间的控制不能转移因为地址选通在整个数据传送过程中都要保持为低的控制只可以在地
