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ISA是8/16bit的系統(tǒng)總線,最大傳輸速率僅為8MB/s,但允許多個(gè)CPU共享系統(tǒng)資源。由于兼容性好,它在上個(gè)世紀(jì)80年代是最廣泛采用的系統(tǒng)總線,不過它的弱點(diǎn)也是顯而易見的,比如傳輸速率過低、CPU占用率高、占用硬件中斷資源等。后來在PC'98規(guī)范中,就開始放棄了ISA總線,而Intel從i810芯片組開始,也不再提供對ISA接口的支持。

ISA卡外觀

2ISA總線時(shí)序

ISA總線是IBMPC/AT機(jī)(CPU是80286)所用的系統(tǒng)總線.。PC/AT總線經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化之后的名稱。IEEE將ISA總線作為IEEEP996推薦標(biāo)準(zhǔn)。��這是一個(gè)16位兼8位的總線標(biāo)準(zhǔn)。如果忽略標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)�畡t可認(rèn)為16位ISA總線就是PC/AT總線。由于IBMPC/AT與IBMPC、IBMPC/XT機(jī)(CPU都是8088)所用的Pc總線兼容,��所以可認(rèn)為8位ISA總線(16位ISA總的低8位部分)就是PC總線。

ISA總線的時(shí)序和8086��8088的時(shí)序基本相同��但也有一些區(qū)別。有了8086/8088時(shí)序基礎(chǔ)�畬�ISA總線時(shí)序的理解主要在于以下幾點(diǎn)

①地址和數(shù)據(jù)已不再分時(shí)復(fù)用信號(hào)線��因此在整個(gè)總線周期內(nèi)有效。

②和8086/8088的最大模式一樣,存儲(chǔ)器讀/寫和I/O讀/寫的控制信號(hào)已分開,進(jìn)行一種操作只需一個(gè)控制信號(hào)。

③一個(gè)典型的存儲(chǔ)器讀/寫周期還是由T1、T2、T3和T4組成,��而I/O讀�皩懼芷诤虳MA周期都自動(dòng)插入了一個(gè)等待時(shí)鐘周期。

④I/OCHRAY相當(dāng)于8086/8088時(shí)序中的READY信號(hào)。當(dāng)總線板卡上的存儲(chǔ)器或I/0電路較慢時(shí),可利用該信號(hào)迫使CPU插入等待時(shí)鐘周期。但等待時(shí)鐘周期不得超過10個(gè)。

⑤8位ISA總線在存儲(chǔ)器讀/寫周期可用到20位地址,而16位ISA總線在存儲(chǔ)器讀寫周期中可使用24位地址。但由于受I/O指令的限制。��8位和16位ISA總線的I/0讀/寫周期都只能使用低16位地址。

⑥BALE在CPU總線周期的T1期間有效,它的基本作用是進(jìn)行地址鎖存。但也可以作為一個(gè)新的CPU總線周期已開始的標(biāo)志。

⑦AEN有效表示DMAC正在控制系統(tǒng)總線所以它可以作為系統(tǒng)處于DMA總線周期的標(biāo)志。

3ISA總線接口

執(zhí)行ISA總線規(guī)范的電路稱為。ISA總線接口。通過ISA總線接口可以為系統(tǒng)擴(kuò)充存儲(chǔ)器。也可以擴(kuò)充I/O設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中對后者的需求更大��因?yàn)闄C(jī)器主板上一般已經(jīng)或者可以安裝足夠的存儲(chǔ)器��而I/O設(shè)備是各種各樣的。系統(tǒng)對I/O設(shè)備的需求也不盡相同。正因?yàn)槿绱?ISA總線又被歸類于I/O擴(kuò)展總線。注意�甀/O設(shè)備是一個(gè)廣義的概念��可以是像打印機(jī)、硬盤那樣實(shí)實(shí)在在的設(shè)備。也可以是像A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器那樣的電路。當(dāng)

I/O設(shè)備是一個(gè)電路時(shí)。通常和總線接口做在一個(gè)總線板卡上習(xí)慣稱之為某某接口板(如A/D接口板)或某某接口(如D/A接口)。從ISA總線的引腳信號(hào)以及總線時(shí)序看和8086/8088最大模式時(shí)的系統(tǒng)三總線以及8086/8088的總線周期時(shí)序差別不大,因此在設(shè)計(jì)ISA總線接口特別是I/O接口時(shí)。除了下面三點(diǎn)需要注意外,可以采用與設(shè)計(jì)8086/8088

接口幾乎相同的方法。這三點(diǎn)是��

1、當(dāng)設(shè)計(jì)非DMA方式的I/O接口時(shí),�畱�(yīng)把AEN為低作為該接口工作的使能條件。以確保在總線上進(jìn)行DMA傳送時(shí)該接口不工作,否則DMA傳送時(shí)所發(fā)出的地址與該接口設(shè)計(jì)地址相同時(shí)該接口會(huì)誤操作。

2、系統(tǒng)對ISA總線上的I/O端口地址采用部分譯碼方法。只譯碼A9、AO或A10、A0。在選擇接口地址時(shí)應(yīng)避開系統(tǒng)已占用的地址以及它們的重疊區(qū)。

3、如果所要設(shè)計(jì)的接口中包含需要CPU插入等待時(shí)鐘的功能則需設(shè)計(jì)一個(gè)I/0CHRAY產(chǎn)生電路。以便在必要時(shí)使總線上的I/OCHRAY線為低電平。但該電路與總線上的I/OCHRAY線的電氣連接以及有效信號(hào)出現(xiàn)和持續(xù)時(shí)間等方面有一些要求,實(shí)際應(yīng)用時(shí)需再參閱其詳細(xì)資料。

SA19-SA0:存儲(chǔ)器及I/O空間20位地址,帶鎖存。

LA23-LA17:存儲(chǔ)器及I/O空間20位地址,不帶鎖存。

BALE:總線地址鎖存,外部鎖存器的選通。

AEN:地址允許,表明CPU讓出總線,DMA開始。

SMEMR#、SMEMW#:8位ISA存儲(chǔ)器讀寫控制。

ISA總線引線定義:主要信號(hào)說明

MEMR#、MEMW#:16位ISA存儲(chǔ)器讀寫控制。

SD15-SD0:數(shù)據(jù)總線,訪問8位ISA卡時(shí)高8位自動(dòng)傳送到SD7-SD0。

SBHE#:高字節(jié)允許,打開SD15-SD8數(shù)據(jù)通路。

MEMCS16#、IOCS16#:ISA卡發(fā)出此信號(hào)確認(rèn)可以進(jìn)行16位傳送。

I/OCHRDY:ISA卡準(zhǔn)備好,可控制插入等待周期。

NOWS#:不需等待狀態(tài),快速ISA發(fā)出不同插入等待。

I/OCHCK#:ISA卡奇偶校驗(yàn)錯(cuò)。

IRQ15、IRQ14、IRQ12-IRQ9、IRQ7-IRQ3:中斷請求。

DRQ7-DRQ5 、DRQ3-DRQ0: ISA卡DMA請求。

DACK7#-DACK5#、DACK3#-DACK0#:DMA請求響應(yīng)。

MASTER#:ISA主模塊確立信號(hào),ISA發(fā)出此信號(hào),與主機(jī)內(nèi)DMAC配合使ISA卡成為主模塊,全部控制總線。

總線信號(hào):

1、總線基本信號(hào)。總線基本信號(hào)指的是用于總線工作的最基本的信號(hào),通常有復(fù)位、時(shí)鐘、電源、地線等。

2、總線訪問信號(hào)�？偩�訪問信號(hào)指的是用于訪問數(shù)據(jù)的地址、數(shù)據(jù)線以及相應(yīng)的應(yīng)答信號(hào)。

3、總線控制信號(hào)。ISA總線控制主要有中斷和DMA請求兩種方式。中斷方式時(shí)由ISA卡發(fā)出中斷請求而取得軟件的控制權(quán);DMA請求方式則在DMA控制器響應(yīng)請求后,由DMA控制器代為管理總線的控制,或者與MASTER信號(hào)配合取得ISA總線的真正控制權(quán)。