8.0 从 ISA 到 AGP 的总线发展

8.0 从 ISA 到 AGP 的总线发展

总线时序：同步和异步之前说过

目前先说一些历史发展的总线

按发展历史，=有几类典型总线：

ISA、MCA、EISA、VESA、PCI、AGP

大概关系可以这样记：

ISA：早期 PC/AT 标准总线 MCA：IBM 自己搞的微通道总线，没有推广开 EISA：对 ISA 的扩展，兼容 ISA VESA：局部总线，主要服务显卡等高速设备 PCI：后来非常流行的局部总线 AGP：专门为显卡设计的高速图形接口

一、ISA 总线

ISA 全称：Industry Standard Architecture工业标准结构总线

它是 IBM 为 286/AT 机制定的总线标准，也称为 AT 总线标准。

ISA 的特点：

1. 是 XT 总线的扩展。 2. 适应 8 位 / 16 位数据总线。 3. 在 80286 到 80486 时代应用很广。 4. 速度较慢，但兼容性好。 5. 后来的 Pentium 机中仍可能保留 ISA 插槽。

简单理解：ISA = 老式 PC 扩展槽标准

比如早期声卡、网卡、I/O 卡很多都用 ISA。

二、MCA 总线

MCA 全称：Micro Channel Architecture微通道结构总线

它是 IBM 为 PS/2 系列计算机开发的总线标准。

特点：

1. 技术上比 ISA 先进。 2. 但是采用许可证制度。 3. 与 PC/XT/AT 总线不兼容。 4. 因此没有得到广泛推广。

记忆点：MCA 性能不错，但封闭，不兼容，所以没火。

三、EISA 总线

EISA 全称：Extended Industry Standard Architecture 扩展工业标准结构总线

它是 1988 年由 Compaq、HP 等公司联合推出的 32 位总线标准。

1. 为什么需要 EISA？

386 以后 CPU 已经发展到 32 位，但 ISA 总线的数据线和地址线宽度不够，会限制 32 位 CPU 的性能。

所以 EISA 出现的目的就是：在兼容 ISA 的基础上，扩展成 32 位总线。

这句话很重要：EISA = ISA 的 32 位增强版，并且兼容 ISA。

2. EISA 的主要特点

教材列了几个点，可以整理成这样：

1. 支持 32 位寻址能力。 2. 支持 16 位和 32 位数据传送。 3. 地址空间可达 4 GB。 4. 数据总线为 32 位。 5. 最大时钟频率约 8.3 MHz。 6. 最大传输率约 33 MB/s。 7. 与 ISA 总线兼容。 8. 支持增强的 DMA 仲裁和传输能力。 9. 支持自动配置，减少 DIP 开关设置。 10. 支持多个总线主控制器。 11. 可用程序控制中断请求采用边沿触发或电平触发。

其中考试最容易考的是：

EISA 是 32 位总线；兼容 ISA； 最大传输率 33 MB/s；寻址范围 4 GB； 支持多总线主控和增强 DMA。

3. EISA 和 ISA 的连接器关系

EISA 总线在 ISA 的 98 根引脚基础上又增加 90 根引脚：

ISA：98 根引脚EISA：188 根引脚

它采用双层插槽：

上层：ISA 接点下层：EISA 扩展接点

所以：ISA 卡可以插入 EISA 插槽；EISA 卡也可以利用 ISA 兼容部分。

记住这些信号类别：

地址线 数据线 控制线 中断请求线 DMA 请求/响应线 电源线 地线 保留线

表格中出现很多：

IRQ、DRQ、DACK、MEMR、MEMW、IOR、IOW、A0~A31、D0~D31

它们分别对应：

IRQ：中断请求 DRQ：DMA 请求 DACK：DMA 响应 MEMR：存储器读 MEMW：存储器写 IOR：I/O 读 IOW：I/O 写 A：地址线 D：数据线

四、VESA 总线

VESA 全称：Video Electronics Standards Association 视频电子标准协会

它提出的总线叫：VL Bus，VESA Local Bus

也就是 VESA 局部总线。

它的特点：

1. 是一种局部总线。 2. 主要解决高速图形显示的问题。 3. 让显卡等高速设备更接近 CPU 和主存。 4. 定义了 32 位数据线。 5. 可以通过扩展槽扩展到 64 位。 6. 使用 33 MHz 时钟。 7. 最大传输率可达 132 MB/s。 8. 可支持 386SX、386DX、486SX、486DX 和 Pentium。

这里重点是：VESA/VL 总线主要为显卡等高速设备服务。

五、PCI 总线

PCI 全称：Peripheral Component Interconnect外部设备互连总线

PCI 是 Intel 推出的局部总线，是后来非常流行的总线之一。

1. PCI 的基本特点

1. PCI 是局部总线。2. 不依赖某个具体 CPU。 3. 支持 32 位数据总线。4. 可扩展到 64 位。 5. 支持 32 位或 64 位地址总线。 6. 支持突发读写。 7. 支持多组外部设备。 8. 支持总线主控。 9. 最大传输率可达 132 MB/s，64 位时可达 264 MB/s。 10. 与 ISA、EISA、MCA 等传统系统总线不兼容。

注意这句话：PCI 不直接兼容 ISA/EISA/MCA。

但是系统可以通过桥接芯片把 PCI 和 ISA/EISA 连接起来。

2. PCI 为什么先进？

PCI 和 ISA 不一样，它不是直接挂在 CPU 上，而是通过桥接电路连接。

系统结构大概是：

CPU 总线 ↓ 北桥芯片 ↓ PCI 总线 ↓ 南桥芯片 ↓ ISA/EISA 等低速总线

教材里说：

CPU 总线和 PCI 总线之间通过桥接电路相连。 PCI 总线和 ISA/EISA 总线之间也通过桥接电路相连。

也就是说：

高速设备挂 PCI； 传统低速设备挂 ISA/EISA； 中间靠桥接芯片协调。

3. PCI 总线的主要参数

教材给的重点参数：

总线时钟频率：33 MHz / 66 MHz 数据总线宽度：32 位 / 64 位 地址总线宽度：32 位 / 64 位 33 MHz、32 位时最大传输率：132 MB/s 33 MHz、64 位时最大传输率：264 MB/s

计算方式：

33 MHz × 32 bit ÷ 8 = 132 MB/s 33 MHz × 64 bit ÷ 8 = 264 MB/s

所以可以这样记：

PCI：33 MHz，32 位，132 MB/s PCI 扩展：64 位，264 MB/s

4. PCI 引脚表怎么看？

PCI 引脚定义。理解信号类型即可。

PCI 里常见信号：

AD0~AD63：地址/数据复用线 C/BE：命令/字节允许信号 FRAME：帧周期信号 IRDY：发起方准备好 TRDY：目标方准备好 DEVSEL：设备选择 STOP：停止传输 REQ：总线请求 GNT：总线授权 CLK：时钟 RST：复位 INTA~INTD：中断请求 PAR：奇偶校验 LOCK：总线锁定

尤其注意：

AD0~AD63 是地址和数据复用线。

这和 8086 的 AD0~AD15 类似：先传地址，后传数据。

六、AGP 总线

AGP 全称：Accelerated Graphics Port加速图形接口

它主要用于：连接显卡。

严格来说，AGP 更像一种接口标准，而不是普通意义上的共享总线。

特点：

1. 专门为了提高视频带宽而设计。 2. 主要用于显示卡连接。 3. 是点对点连接。 4. 连接芯片组和 AGP 显卡。 5. 不像 PCI 那样多个设备共享总线。

记忆点：AGP = 专门给显卡用的高速图形接口。

七、几个总线的对比

八、复习

这几页最值得记的是：

1. ISA 是早期 PC/AT 标准总线。 2. EISA 是 ISA 的 32 位扩展，兼容 ISA。 3. EISA 有 188 根引脚，ISA 是 98 根引脚。 4. EISA 最大传输率约 33 MB/s。 5. VESA 是局部总线，主要用于显卡等高速设备。 6. PCI 是 Intel 推出的局部总线，不依赖具体 CPU。 7. PCI 支持 32/64 位数据和地址总线。 8. PCI 33 MHz、32 位时传输率为 132 MB/s。 9. PCI 通过桥接芯片连接 CPU 总线和 ISA/EISA 总线。 10. AGP 是显卡专用高速接口，点对点连接。

九、最容易混的点

1. EISA 和 PCI 的区别

EISA：从 ISA 扩展而来，强调兼容 ISA。 PCI：新的局部总线，通过桥接芯片连接，不直接兼容 ISA。

2. VESA 和 PCI 的区别

VESA：主要为显卡高速访问设计，依赖 CPU 局部总线思想。 PCI：更通用，适合多种高速外设。

3. PCI 和 AGP 的区别

PCI：多个外设共享的局部总线。 AGP：显卡专用点对点接口。