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可在EISA方式下。在EISA方式下，使用32位数据总线和地址总线。
（6）采用同步数据传送协议，可支持一次传送，也支持突法方式传送。 5.9 VESA局部总线与ISA总线有什么不同之处？
【解答】EISA总线工作频率是8MHz，而VESA局部总线工作频率可以达到33MHz，其最大传输率可达132MB/s，可与CPU同步工作。因此，需要高速数据传输的系统可以采用VESA局部总线，它通常用于视频和磁盘到基于80486的PC机的接口。
VESA局部总线是ISA总线的扩展，不同之处在于VESA局部总线没有在16位ISA总线连接器上增加任何器件，而是在16 位ISA总线连接器的后面增加了第3个连接器，即VESA连接器。
VESA局部总线上的连线与EISA总线卡非常相似，VESA局部总线还包括一个32位地址和数据总线，用于将存储器和I/O设备连接到微处理器上。
5.10 简述PCI总线的主要特点，分析其系统组成结构，有那些主要引脚及其功能？
【解答】（1）线性突发传输；（2）支持总线主控方式和同步操作；（3）独立于处理器；（4）即插即用；（5）适合于各种机型；（6）多总线共存；（7）预留发展空间；（8）数据线和地址线复用结构，节约线路空间，降低设计成本。
PCI总线信号分为地址线、数据线、接口控制线、仲裁线、系统线、中断请求线、 高速缓存支持、出错报告等信号线。规定了长卡、短卡两种PCI扩展卡及连接器。长卡提供64位接口，插槽A、B两边共定义了188个引脚；短卡提供32位接口，插槽A、B两边共定义了124个引脚。
5.11 什么叫PCI桥？有哪些主要功能？
【解答】PCI桥实际是PCI总线控制器，实现主机总线与PCI总线的适配耦合。 主要功能如下：
（1）提供低延迟访问通路，使处理器能直接访问通过低延迟访问通路映射于存储器空间或I/O空间的PCI设备。
（2）提供能使PCI主设备直接访问主存储器的高速通路。
（3）提供数据缓冲功能，可以使CPU与PCI总线上的设备并行工作而不必相互等待。 （4）可以使PCI总线的操作与CPU总线分开，实现了PCI总线的全部驱动控制。 5.12 什么是AGP总线？它有哪些主要特点，应用在什么场合？ 【解答】AGP总线是一种高速图形接口的局部总线标准。 主要特点如下：
（1）具有双重驱动技术，允许在一个总线周期内传输两次数据。 （2）采用带边信号传送技术，在总线上实现地址和数据的多路复用。
（3）采用内存请求流水线技术，隐含了对存储器访问造成的延迟，允许系统处理图形控制器对内存进行的多次请求。
（4）通过把图形接口绕行到专用的适合传输高速图形、图像数据的AGP通道上，解决了PCI带宽问题。
（5）AGP接口只能为图形设备独占，不具有一般总线的共享特性。 AGP接口只能应用于图形设备。
5.13 简述IEEE l394总线的特点和工作原理。
【解答】IEEE l394是一种新型的高速串行总线。特点：可达到较高的传输速率；总线采用同步传
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输模式和异步传输模式；可实现即插即用并支持热插拔等。它的应用范围主要是那些带宽要求超过100KB/s的硬盘和视频外设。
IEEE 1394总线通过一根1394桥接器与计算机的外部设备相连，把各设备当作寄存器或内存，采用内存编址方法，因而可以进行处理器到内存的直接传输。
5.14 简述I2C总线的特点和工作原理？ 【解答】I2C总线主要具有以下特性： （1）二线传输。
（2）当系统中有多个主器件时，在I2C总线工作时任何一个主器件都可成为主控制器。 （3）I2C总线传输时，采用状态码的管理方法。
（4）系统中所有外围器件及模块采用器件地址及引脚地址的编址方法。 （5）所有带I2C接口的外围器件都具有应答功能。
（6）任何具有IC总线接口的外围器件，都具有相同的电气接口，各节点的电源都可以单独供电，并可在系统带电情况下接入或撤出。
I2C总线的工作原理：
器件之间通过串行数据线SDA和串行时钟线SCL相连接并传送信息。I2C总线规定起始信号后的第一个字节为寻址字节，寻址被控器件，并规定传送方向。主控器发送起始信号后立即发送寻址字节，总线上的所有器件都将寻址字节中的7位地址与自己器件地址相比较。如果两者相同，则该器件认为被主控器寻址，并根据读/写位确定是被控发送器或被控接收器。
5.15 定性讨论在开发和使用微型计算机系统时，应该怎样合理地选择微机总线？需要注意的有哪些方面？
【解答】微型计算机总线的主要职能是负责计算机各模块间的数据传输，因此选择总线主要要衡量其性能。总线性能指标中最主要的是数据传输率，另外，可操作性、兼容性和性能-价格比也是很重要的技术特征。总线的主要性能指标有以下几项：
（1）总线宽度；（2）标准传输率Mb/s；（3）时钟同步/异步；（4）信号线数；（5）负载能力；（6）总线控制方法；（7）扩展板尺寸；（8）其它指标等。
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习题6
6.1 什么是接口？其作用是什么？
【解答】连接外部设备与微型计算机的接口电路。
作用：（1）解决CPU与外设工作速度不匹配的问题；（2）解决CPU与外设工作时序配合问题；（3）实现信息格式转换；（4）解决信息类型与信号电平匹配的问题。
6.2 输入/输出接口电路有哪些寄存器，各自的作用是什么？
【解答】通常有数据输入、数据输出、控制和状态寄存器等。在CPU与外部设备之间进行数据传输时，各类信息写入接口中相应的寄存器，或从相应寄存器读出。CPU从数据输入寄存器和状态寄存器中读出数据和状态，但不能向其中写内容； CPU往数据输出寄存器和控制寄存器中写数据和控制信息，但不能从其中读内容。
6.3 什么叫端口？I/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点？
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【解答】端口指输入/输出接口中的寄存器。 I/O端口有两种编址方式：
统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。
独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。
6.4 CPU与输入输出设备之间传送的信息由哪几类？相应的端口称为什么端口？
【解答】CPU与输入/输出设备交换的信息有3类：数据信息、状态信息和控制信息。数据信息相应的端口称为数据端口；状态信息相应的端口称为状态端口；控制信息相应的端口称为控制端口。
6.5 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？无条件传送方式通常用在哪些场合？
【解答】CPU和外设之间的数据传送方式通常有四种：程序传送方式、中断传送方式、DMA传送方式和I/O处理机方式。
6.6 相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？和DMA方式比较，中断传送方式又有什么不足之处？
【解答】中断传送方式下，当外设要求交换数据时，向CPU发中断请求，CPU在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，并根据中断源转入相应的中断处理服务程序，实现对请求中断外设的管理。CPU与外设实现了并行工作，大大提高了工作效率。
DMA方式是在存储器与外设间开辟一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据，不需要CPU的干预。
6.7 采用无条件输入方式与外设接口时，接口电路应如何设计？
【解答】图6-1是无条件传送输入方式的例子。要将几个按键开关的状态输入CPU时，将这些开关连接到一个三态缓冲器，缓冲器的输出端接到CPU的数据总线，构成一个最简单的输入端口。CPU可随时执行输入输出指令，它使M/IO、RD和片选信号CS同时变成低电平，它们相与后开启缓冲器的三态门，使各开关的当前状态以二进制的形式出现在数据总线上，然后读入CPU，检查这个字节各位的内容，便能了解各开关的当前状态。在其它时刻，三态门呈高阻态，将开关和数据总线隔离。
+5VD0D11Y1 1A1... 74LS441G1Y2 1A2.......D72Y4 2A42G.开关M/IOCSRD
图6-1 简单的输入端口
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6.8 说明查询式输入和输出接口电路的工作原理。
【解答】查询式输入接口电路如图6-2所示。工作原理为：当输入装置的数据准备好以后，发出一个选通信号。该信号一方面把数据送入锁存器，另一方面使D触发器置“1”，即置准备好信号Ready为真，并将此信号送至状态口的输入端。锁存器输出端连接数据口的输入端，数据口的输出端接系统数据总线。设状态端口的最高位D7连接Ready信号，CPU先读状态口，查Ready信号是否为高（准备好）。若为高就输入数据，同时使D触发器清0，使Ready信号为假；若未准备好，则CPU循环等待。
IORAEN系统地址总线数据输入装置地址译码锁存器选通信号 R QD+5V缓冲器（1）Ready三态缓冲器（8）数据去系统数据总线A0~A9状态信息地址译码AENIOR
图6-2 查询式输入接口电路
查询式输出接口电路如图6-3所示。其工作原理为：输出装置把CPU送来的数据输出以后，发一个ACK（Acknowledge）信号，使D触发器清零，即BUSY线变为“0”（BUSY= Empty）。CPU读窗口后
知道外设已“空”，于是就执行输出命令。在AEN，IOW和译码器输出信号共同作用下，数据锁存到锁存器中，同时使D触发器置“1”。它一方面通知外设数据已准备好，可以执行输出操作，另一方面在输出装置尚未完成输出以前，一直维持BUSY=1，阻止CPU输出新的数据。
数据口地址译码数据锁存器+5VQ D RIORAEN三态缓冲器（1）去系统数据总线状态信息“BUSY”IOWAEN系统数据总线状态口地址译码系统地址总线A0~A9输出装置“BUSY”
图6-3 查询式输出接口电路
6.9 简述在微机系统中，DMA控制器从外设提出请求到外设直接将数据传送到存储器的工作过程。
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【解答】DMA方式要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用一种称为DMA控制器的专用硬件接口电路来取代CPU，临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送，而不要CPU进行干预。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交给CPU。
6.10 I/O处理机传送方式的工作特点有哪些？ 【解答】I/O处理机传送方式的工作特点：
（1）拥有自己的指令系统，可以独立执行自己的程序。 （2）支持DMA传送。
6.11 在一个微型计算机系统中，确定采用何种方式进行数据传送的依据是什么？
【解答】无条件传送方式主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。 条件传送方式主要用于不能保证输入设备总是准备好了数据或者输出设备已经处在可以接收数据的状态。
中断控制方式主要用于需要提高CPU利用率和进行实时数据处理的情况。 DMA控制方式主要用于快速完成大批的数据交换任务。
在实际工作中，具体采用哪种方式要根据实际工作环境与需要结合各种方式的特点进行选择。
习题7
7.1 什么是中断？常见的中断源有哪几类？CPU响应中断的条件是什么？
【解答】中断是指CPU在正常执行程序时，由于内部/外部时间或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行的过程。
常见的中断源有：一般的输入/输出设备请求中断；实时时钟请求中断；故障源；数据通道中断和软件中断。
CPU响应中断的条件：若为非屏蔽中断请求，则CPU执行完现行指令后，就立即响应中断。CPU若要响应可屏蔽中断请求，必须满足以下三个条件：① 无总线请求；② CPU允许中断；③ CPU执行完现行指令。
7.2 简述微机系统的中断处理过程。
【解答】（1）中断请求：外设需要进行中断处理时，向CPU提出中断请求。
（2）中断响应：CPU执行完现行指令后，就立即响应非屏蔽中断请求。可屏蔽中断请求，CPU若要响应必须满足三个条件。
（3）中断处理：保护现场、开中断、中断服务。
（4）中断返回：CPU执行IRET中断返回指令时，自动把断点地址从堆栈中弹出到CS和IP中，原来的标志寄存器内容弹回Flags，恢复到原来的断点继续执行程序。
7.3 软件中断和硬件中断有何特点？两者的主要区别是什么？
【解答】硬件中断由外部硬件产生，是由CPU外部中断请求信号触发的一种中断，分为非屏蔽中