CPU寻址过程方框图
1.CPU寻址过程方框图
CPU寻址过程方框图如下图所示。
下面解释信号标识的含义。
(1)DS#:CPU地址选通信号,低电平有效。地址选通信号,就是好像我们出行一样,有几条路可供选择,具体选择走哪一条,在CPU与北桥之间的地址线是单向传输的。
(2)BSY#:FSB总线忙信号,高电平表示总线不忙,低电平表示总线忙。总线忙表示地址线上正在传输信号。
(3)FRAME#:PCI帧周期信号,低电平表示PCI总线启动工作,高电平表示PCI总线没有工作。
(4)TRDY#/IRDY#:主/从设备淮备好信号,低电平有效。主设备就绪信号和从设备就绪信号,从北桥到南桥传输数据的时候,以北桥为主,南桥为从;如果南桥到北桥传输数据的时候,南桥为主,北桥为从。
(5)CS#:片选信号。低电平选中,高电平没有选中。
(6)A0一A31:地址线单向传输;D0一D63数据线双向传输。A0一A31和D0一D63这些地址线和数据线一条都不能断路和短路,否则都会导致不能正常传输地址和数据,使得机器不能点亮。
(7)WE#:写允许信号,低电平表示可写,高电平表示只读。
(8)0E#:数据允许输出,低电平表示允许,高电平不允许,发给CPU让CPU执行相当指令。
2.CPU寻址过程详解在硬启动过程中,CPURST复位信号发出后并保持一定时间的低电平。当供电已经稳定后,才撤去RESET低电平,保持高电平,CPU开始工作,硬启动完成,开始进行软启动,运行BIOS中的POST自检程序。
(1) CPU与北桥
POST首先检查芯片、一级缓存和二级缓存是否正常工作。无异常情况下,CPU会通过接口电路的DBSY#信号线检查FSB前端总线是否繁忙。当DBSY#为低电平时表示FSB总线繁忙,只有繁忙解除,CPU才进行下一步工作;当DBSY#为高电平时表示FSB总线不繁忙,CPU会通过ADS#地址通信线告诉北桥我要发送数据了;当北桥接到这个信号后,如果自身完好并己准各好时,北桥会发一个低电平给CPU,向CPU表明我已经准备好,可以接收数据了,这时CPU才会通过A31一A0发送FFFOH地址信号,它是BIOS内的一条转移指令。无论是AWARD BIOS,还是AMI BIOS,都跳到BIOS真正的启动代码处,这也是x86体系CPU的约定(即从FFFFOH处开始执行指令)。A31一A0到北桥的FSB前端总线接口,通过FSB的频率转换、电平转换和地址译码后传到北桥。
(2)北桥与南桥
北桥使PCI帧周期信号FRAME#为低电平,启动PCI总线工作,建立起北桥和南桥的连接,然后主设备准备好信号IRDY#转换为低电平,通过IRDY#信号线告诉南桥,我要发数据给你,准备接收吧!
如果南桥准备好了,南桥会把从设备准备好信号TRDY#变为低电平送到北桥,告诉北桥我己准备好接收数据,请发送数据吧!北桥接到低电平的TRDY#信号后(这时FRAME#、IRDY#和TRDY#全部为低电平,低电平有效),北桥把收到的地址信号通过北桥的PCI总线接口译码,将A31一A0这32根地址线发送到南桥,这些地址信号经南桥的HC总线接口译码后送给南桥。
(3)南桥与BIOS
南桥将A17一A0地址信号线送到BIOS(1SA列BIOS的地址线为A17一A0,共18根),这个地址信号到BIOS内部的地址译码器译码,知道了CPU需要的是哪一部分指令。然后会选择这部分数据的相应存储体(存储体将不同的指令存放在不同的存储器上),这时南桥的ISA总线给BIOS的WE持高电平(只读),还通过南桥内部X总线X-BUS向BIOS发出一个低电平的片选信号,这时允许BIOS把数据调入数据缓冲器,这时X-BUS会把OE#变为低电平,允许数据输出,这些数据通过D7一D0传输给南桥内部的ISA总线。
(4)总线返回过程
ISA总线再通过译码器译码给南桥,南桥再通过PCI总线接口译码,先把FRAME#变为低电平,启动PCI总线工作,建立起北桥和南桥的连接,南桥将主设备准备好信号IRDY#转换为低电平并告诉北桥,北桥又将从设备准备好信号TRDY#变为低电平送回南桥。
然后南桥的PCI接口电路译码后,通过南桥的PCI总线的D31一D0传输给北桥,北桥再通过FSB总线接口译码后,通过FSB总线的数据线D63一D0送到CPU的FSB总线接口, 经FSB总线接口译码后送到CPU。
3.数据传输过程
●BI0S的D7一D0为8位数据线。
●ISA为16位总线。
●PCI的D31一D0是32位数据线。
●FSB的D63一D0为64位数据线。
●BIOS传1次为8位、传8次才为64位;ISA传4次才为64位;PCI传2次才为64位;FSB只需要传输一次,如下所示:
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