Tài liệu đồ án kỹ thuật thu phát, chương 1 ppt

Chương 1: các RÃNH cắm trong MÁY TÍNH
I. Tổng quan về ghép nối với máy tính:
Các thiết bò bên ngoài, các mạch điều khiển bằng máy tính
đều phải được kết nối với máy tính. Trên máy tính có các cổng
để thực hiện chức năng này như: cổng COM và cổng LPT. Cổng
COM là cổng nối tiếp còn cổng LPT là cổng song song. Một
máy tính thông thường có các cổng là COM1, COM2 và một
cổng LPT1 - một số máy còn có COM3, COM4 và LPT2. Nhưng
thông thường cổng COM1 được nối vào chuột (mouse) và LPT1
được nối vào máy in (printer). Việc trao đổi thông tin theo
phương pháp nối tiếp thường chậm và phức tạp hơn do phải đòi
hỏi việc chuyển tín hiệu từ nối tiếp ra song song và ngược lại.
Vì thế có một cách khác là thiết kế một card giao tiếp được cắm
trực tiếp vào trong máy tính, card này trao đổi dữ liệu trực tiếp
với máy tính và ta có thể thực hiện được nhiều ngõ vào/ra theo
nhu cầu thực tế chứ không bò giới hạn bởi 1 bit (nối tiếp) hay 8
bit (song song) như các cổng chuẩn của máy tính nữa.
II. Các rãnh cắm trong máy tính:
1. Giới thiệu về các loại rãnh cắm:
Các card ghép nối được đưa thêm vào máy tính để mở rộng
khả năng đáp ứng của máy tính. Bên trong máy ngoài các rãnh
cắm dùng cho card vào/ra (I/O card), card màn hình (Video
card), card âm thanh (Sound card), vẫn còn những rãnh cắm
để trống. Các rãnh cắm này được tiếp tục dùng để ghép nối với
các bản mạch cắm thêm vào máy tính.
Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có một loại
với độ rộng bus là 8 bit và tuân theo tiêu chuẩn ISA (
Industry
Standard Architecture). Từ máy tính AT trở đi, việc bố trí chân
trên rãnh cắm trở nên phức tạp hơn tùy theo tiêu chuẩn được lựa
chọn khi chế tạo máy tính. Các loại rãnh cắm theo những tiêu

chuẩn khác nhau có thể kể ra như sau:
 Rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard
Architecture).
 Rãnh cắm PS/2 16 với bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro
Channel Architecture).
 Rãnh cắm PS/2 với 32 bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro
Channel Architecture).
 Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn EISA (Extended
Industry Standard Architecture).
 Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn VLB (VESA Local Bus-
Standard).
 Rãnh cắm 32/64 bit theo tiêu chuẩn PCI (Perpheral
Component Interconnect- Standard).
2. Rãnh cắm ISA (Industry Standard Architecture):
Phần lớn các card ghép nối thông dụng thường được chế tạo
theo tiêu chuẩn ISA. Thồn thường, rãnh cắm có 62 đường tín
hiệu dùng cho mục đích thông tin với một card cắm vào. Về cơ
bản, các đường tín hiệu này được chia thành các đường dữ liệu,
đường đòa chỉ và đường điều khiển. Vì ngay từ các máy tính
PC/XT đã sẵn có các rãnh cắm 62 chân này, trên đó có 8 đường
dẫn dữ liệu nên đôi khi người ta cũng gọi luôn rãnh cắm này là
rãnh cắm 8 bit. Chỉ những card 8 bit mới được cắm vào rãnh
này. Sau đây là sự sắp xếp chân ra của rãnh cắm 8 bit.
Phớa maùch in Phớa linh kieọn
GND B01 A01 /IOCHC
K
Reset B02 A02 D7
+ 5V B03 A03 D6
IRQ2 B04 A04 D5
-5V B05 A05 D4

DREQ2 B06 A06 D3
-12V B07 A07 D2
Dửù trửừ B08 A08 D1
+12V B09 A09 D0
GND B10 A10 /IOCHR
DY
/MEM
W
B11 A11 AEN
/MEMR B12 A12 A19
/IOW B13 A13 A18
/IOR B14 A14 A17
/DACK3 B15 A15 A16
DREQ3 B16 A16 A15
/DACK1 B17 A17 A14
DREQ1 B18 A18 A13
/DACK0 B19 A19 A12
CLK B20 A20 A11
IRQ7 B21 A21 A10
IRQ6 B22 A22 A9
IRQ5 B23 A23 A8
IRQ4 B24 A24 A7
IRQ3 B25 A25 A6
/DACK2 B26 A26 A5
TC B27 A27 A4
ALE B28 A28 A3
+5V B29 A29 A2
OSC B30 A30 A1
GND B31 A31 A0
Về sau máy tính PC/AT ra đời, chúng có thêm một rãnh thứ

hai nằm thẳng hàng với rãnh 8 bit kể trên và có 36 chân. Trên
rãnh này có chứa các tín hiệu 16 bit nên khi có thêm rãnh cắm
này thì người ta gọi chung cả hai rãnh cắm là rãnh cắm 16 bit.
Các rãnh cắm từ 32 bit trở lên dùng để ghép thêm vào những
card có chất lượng rất cao. Dưới đây là sự sắp xếp chân ra của
rãnh cắm thứ hai:
Phía mạch in Phía linh kiện
/MEM
CS16
D01 C01 /SBHE
/IO
CS16
D02 C02 LA23
IRQ10 D03 C03 LA22
IRQ11 D04 C04 LA21
IRQ12 D05 C05 LA20
IRQ13 D06 C06 LA19
IRQ14 D07 C07 LA18
/DACK4 D08 C08 LA17
DREQ0 D09 C09 /MEMR
/DACK5 D10 C10 /MEM
W
DRQ5 D11 C11 SD8
/DACK6 D12 C12 SD9
DREQ6 D13 C13 SD10
/DACK7 D14 C14 SD11
DREQ7 D15 C15 SD12
+5V D16 C16 SD13
/MAST
ER

D17 C17 SD14
GND D18 C18 SD15
Kích thước tối đa của card ISA 8 bit là 106,7 x 333,5 x 12,7
mm (h x l x w).
Kích thước tối đa của card ISA 16 bit là 121,9 x 333,5 x 12,7
mm (h x l x w).
3. Rãnh cắm 32 bit EISA (Extended Industry Standard
Architecture):
Kích thước thông dụng của một card EISA là:
127x333,5x12,7 mm (h x l x w). Từ kích thước này ta thấy một
card ISA có thể cắm vừa rãnh cắm EISA. Rãnh này vừa có thể
chấp nhận các các card ISA 8 và 16 bit vừa duy trì chế độ hoạt
động 32 bit của card ghép nối tuân theo đúng chuẩn EISA. Rãnh
cắm EISA được dùng cho bộ vi xử lý 80386DX và các thế hệ kế
tiếp.
Sự sắp xếp chân ra trên rãnh cắm EISA có dạng tương tự
như của rãnh cắm ISA chỉ khác ở vò trí cụ thể và tên gọi của các
chân, sau đây là sự sắp xếp các chân ra:
EISA IS
A
Phía mạch
in
Phía linh
kiện
ISA EISA
GND GND B01 A01 /IOCHC
K
CMD
+5V Reset B02 A02 D7 STAR
T

+5V + 5V B03 A03 D6 EXRD
Y
Dự trữ IRQ2 B04 A04 D5 EX32
Dự trữ -5V B05 A05 D4 GND
(Steg) DREQ
2
B06 A06 D3 (Steg)
Dự trữ -12V B07 A07 D2 EX16
Dự trữ Dự trữ B08 A08 D1 SLBUR
T
+12V +12V B09 A09 D0 MSBUR
T
M/IO GND B10 A10 /IOCHR
DY
W-R
LOCK /MEM
W
B11 A11 AEN GND
Dự trữ /MEM
R
B12 A12 A19 Dự trữ
BE3 /IOW B13 A13 A18 Dự trữ
(Steg) /IOR B14 A14 A17 Dự trữ
-BE2 /DAC
K3
B15 A15 A16 GND
(Steg) DREQ
3
B16 A16 A15 (Steg)
BE2 /DAC

K1
B17 A17 A14 BE1
BE0 DREQ
1
B18 A18 A13 LA31
GND /DAC
K0
B19 A19 A12 GND
+5V CLK B20 A20 A11 LA30
LA29 IRQ7 B21 A21 A10 LA28
GND IRQ6 B22 A22 A9 LA27
LA26 IRQ5 B23 A23 A8 LA25
LA24 IRQ4 B24 A24 A7 GND
(Steg) IRQ3 B25 A25 A6 (Steg)
LA16 /DAC
K2
B26 A26 A5 LA15
LA14 TC B27 A27 A4 LA13
+5V ALE B28 A28 A3 LA12
+5V +5V B29 A29 A2 LA11
GND OSC B30 A30 A1 GND
LA10 GND B31 A31 A0 LA9
LA8 /MEM
S16
D01 C01 /SBHE LA7
LA6 /IO
CS16
D02 C02 LA23 GND
LA5 IRQ1
0

D03 C03 LA22 LA4
+5V IRQ1
1
D04 C04 LA21 LA3
LA2 IRQ1
2
D05 C05 LA20 GND
(Steg) IRQ1
3
D06 C06 LA19 (Steg)
D16 IRQ1
4
D07 C07 LA18 D17
D18 /DAC
K4
D08 C08 LA17 D19
GND DREQ
0
D09 C09 /MEM
R
D20
D21 /DAC
K5
D10 C10 /MEM
W
D22
D23 DREQ
5
D11 C11 SD8 GND
D24 /DAC

K6
D12 C12 SD9 D25
GND DREQ
6
D13 C13 SD10 D26
D27 /DAC
K7
D14 C14 SD11 D28
(Steg) DRQ7 D15 C15 SD12 (Steg)
D29 +5V D16 C16 SD13 GND
+5V /MAST
ER
D17 C17 SD14 D30
+5V GND D18 C18 SD15 D31
MAK
x
MER
Qx
4. Rãnh cắm 32 bit và 64 bit VLB (VESA Local Bus-
Standard):
Việc tạo ra các “local bus” nằm trong ý đồ nhằm đạt được
mối liên hệ trực tiếp với bộ vi xử lý để làm tăng tốc độ truyền
dữ liệu, đặc biệt là khi bộ vi xử lý 80486 ra đời. Chữ VESA bắt
nguồn từ tên gọi của Video Electronics Standard Association, tổ
chức này đã dành nhiều thời gian để tìm kiếm những giải pháp
bằng phần cứng để tận dụng tốc độ xử lý của các bộ vi xử lý thế
hệ mới.
Rãnh cắm VLB bao gồm một rãnh cắm ISA 16 bit và một
rãnh mở rộng nằm thẳng hàng với rãnh ISA. Rãnh VLB có 116
chân ra được sắp xếp như dưới đây:

Phía mạch in Phía linh kiện
64 bit 32 bit 32 bit 64 bit
DAT0
1
B01 A01 DAT00
DAT0
3
B02 A02 DAT02
GND B03 A03 DAT04
DAT0
5
B04 A04 DAT06
DAT0
7
B05 A05 DAT08
DAT0
9
B06 A06 GND
DAT1
1
B07 A07 DAT10
DAT1
3
B08 A08 DAT12
DAT1
5
B09 A09 Vcc
GND B10 A10 DAT14
DAT1
7

B11 A11 DAT16
Vcc B12 A12 DAT18
DAT1
9
B13 A13 DAT20
DAT2
1
B14 A14 GND
DAT2
3
B15 A15 DAT22
DAT2
5
B16 A16 DAT24
GND B17 A17 DAT26
DAT2
7
B18 A18 DAT28
DAT2
9
B19 A19 DAT30
DAT3
1
B20 A20 Vcc
DAT6
2
ADR3
0
B21 A21 ADR31 DAT6
3

DAT6
0
ADR2
8
B22 A22 GND
DAT5
8
ADR2
6
B23 A23 ADR29 DAT6
1
GND B24 A24 ADR27 DAT5
9
DAT5
6
ADR2
4
B25 A25 ADR25 DAT5
7
DAT5
4
ADR2
2
B26 A26 ADR23 DAT5
5
Vcc B27 A27 ADR21 DAT5
3
DAT5
2
ADR2

0
B28 A28 ADR19 DAT5
1
DAT5
0
ADR1
8
B29 A29 GND
DAT4
8
ADR1
6
B30 A30 ADR17 DAT4
9
DAT4
6
ADR1
4
B31 A31 ADR15 DAT4
7
DAT4
4
ADR1
2
B32 A32 Vcc
DAT4
2
ADR1
0
B33 A33 ADR13 DAT4

5
DAT4
0
ADR0
8
B34 A34 ADR11 DAT4
3
GND B35 A35 ADR09 DAT4
1
DAT3
8
ADR0
6
B36 A36 ADR07 DAT3
9
DAT3
6
ADR0
4
B37 A37 ADR05 DAT3
7
WBAC
K#
B38 A38 GND
BE4# BE0# B39 A39 ADR03 DAT3
5
Vcc B40 A40 ADR02 DAT3
3
BE5# BE1# B41 A41 Döï tröõ LBS6
4#

BE6# BE2# B42 A42 RESET
#
LBS6
4#
GND B43 A43 D/C# DAT6
1
BE7# BE3# B44 A44 M/IO# DAT5
9
ADS# B45 A45 W/R# DAT5
7
(Steg) (Steg) B46 A46 (Steg) (Steg)
(Steg) (Steg) B47 A47 (Steg) (Steg)
LRDY
#
B48 A48 RDYRT
N#
LDEV<
X>#
B49 A49 GND
LREQ<
X>#
B50 A50 IRQ9
GND B51 A51 BRDY
#
LGNT<
X>#
B52 A52 BLAST
#
Vcc B53 A53 ID0 DAT3
2

ID2 B54 A54 ID1 DAT3
3
ID3 B55 A55 GND
ACK6
4#
ID4 B56 A56 LCLK
Dự trữ B57 A57 Vcc
LEAD
#
B58 A58 LBS16
#
5. Rãnh cắm 32 bit và 64 bit PCI (Peripheral Component
Interconnect-Standard):
Tiêu chuẩn này được chính thức đưa ra vào tháng giêng
năm 1994 và dự tính áp dụng cho các máy tính PC đến 64 bit tốc
độ truyền dữ liệu có thể đạt đến 132Mbyte mỗi giây. Thông
thường, bên cạnh 2 hoặc 3 rãnh cắm PCI, các nhà sản xuất vẫn
sắp xếp một vài rãnh cắm ISA để người sử dụng có thể ghép nối
một cách linh hoạt tùy theo những card đang có sẵn trong tay.
Dưới đây là sự mô tả sự sắp xếp chân ra trên rãnh cắm PCI,
trong đó mặt A là mặt sắp xếp linh kiện còn mặt B là mặt hàn
các chân linh kiện.
Châ
n
5V, mặt
A
5V, mặt
B
3,3V,
mặt A

3,3V,
mặt B
Chú thích
1 -12V TSRT# -12V TSRT# Bắt đầu 32
bit
2 TCK +12V TCK +12V
3 GND TMS GND TMS
4 TDO TDI TDO TDI
5 +5V +5V +5V +5V
6 +5V INTA# +5V INTA#
7 INTB# INTC# INTB# INTC#
8 INTD# +5V INTD# +5V
9 PRSNT
1#
Döï tröõ PRSNT
1#
Döï tröõ
10 Döï tröõ +5V
(I/O)
Döï tröõ +3,3V
(I/O)
11 PRSNT
2#
Döï tröõ PRSNT2
#
Döï tröõ 3,3 V - Steg
12 GND GND (Steg) (Steg) 3,3 V –
Steg
13 GND GND (Steg) (Steg)
14 Döï tröõ Döï tröõ Döï tröõ Döï tröõ

15 GND RST# GND RST#
16 CLK +5V
(I/O)
CLK +3,3V
(I/O)
17 GND GNT# GND GNT#
18 REQ# GND REQ# GND
19 +5V
(I/O)
Döï tröõ +3,3V
(I/O)
Döï tröõ
20 AD[31] AD[30] AD[31] AD[30]
21 AD[29] +3,3V AD[29] +3,3V
22 GND AD[28] GND AD[28]
23 AD[27] AD[28] AD[27] AD[28]
24 AD[25] GND AD[25] GND
25 +3,3V AD[24] +3,3V AD[24]
26 C/BE[3]
#
IDSEL C/BE[3]# IDSEL
27 AD[23] +3,3V AD[23] +3,3V
28 GND AD[22] GND AD[22]
29 AD[21] AD[20] AD[21] AD[20]
30 AD[19] GND AD[19] GND
31 +3,3V AD[18] +3,3V AD[18]
32 AD[17] AD[16] AD[17] AD[16]
33 C/BE[2]
#
+3,3V C/BE[2]# +3,3V

34 GND FRAME
#
GND FRAME#
35 IRDY# GND IRDY# GND
36 +3,3V TRDY# +3,3V TRDY#
37 DEVSE
L#
GND DEVSEL
#
GND
38 GND STOP# GND STOP#
39 LOCK# +3,3V LOCK# +3,3V
40 PERR# SDONE PERR# SDONE
41 +3,3V SBO# +3,3V SBO#
42 SERR# GND SERR# GND
43 +3,3V PAR +3,3V PAR
44 C/BE[1]
#
AD[15] C/BE[1]# AD[15]
46 GND AD[13] GND AD[13]
47 AD[12] AD[11] AD[12] AD[11]
48 AD[10] GND AD[10] GND
49 GND AD[09] GND AD[09] 5V – Steg
50 (Steg) (Steg) GND GND 5V – Steg
51 (Steg) (Steg) GND GND
52 AD[08] CBE[0]
#
AD[08] CBE[0]#
53 AD[07] +3,3V AD[07] +3,3V
54 +3,3V AD[06] +3,3V AD[06]

55 AD[05] AD[04] AD[05] AD[04]
56 AD[03] GND AD[03] GND
57 GND AD[02] GND AD[02]
58 AD[01] AD[00] AD[01] AD[00]
59 +5V
(I/O)
+5V
(I/O)
+3,3V
(I/O)
+3,3V
(I/O)
60 ACK64
#
REQ64# ACK64# REQ64#
61 +5V +5V +5V +5V
62 +5V +5V +5V +5V
(Steg) (Steg) (Steg) (Steg)
(Steg) (Steg) (Steg) (Steg)
Hết 32 bit
cách ly với
phần 64 bit
63 Dự trữ GND Dự trữ GND Bắt đầu 64
bit
64 GND C/BE[7]
#
GND C/BE[7]#
65 C/BE[6]
#
C/BE[5]

#
C/BE[6]# C/BE[5]#
66 C/BE[4]
#
+5V
(I/O)
C/BE[4]# +3,3
(I/O)
67 GND PAR64 GND PAR64
68 AD[63] AD[62] AD[63] AD[62]
69 AD[61] GND AD[61] GND
70 +5V
(I/O)
AD[60] +3,3V
(I/O)
AD[60]
71 AD[59] AD[58] AD[59] AD[58]
72 AD[57] GND AD[57] GND
73 GND AD[56] GND AD[56]
74 AD[55] AD[54] AD[55] AD[54]
75 AD[53] +5V
(I/O)
AD[53] +3,3V
(I/O)
76 GND AD[52] GND AD[52]
77 AD[51] AD[50] AD[51] AD[50]
78 AD[49] GND AD[49] GND
79 +5V
(I/O)
AD[48] +3,3V

(I/O)
AD[48]
80 AD[47] AD[46] AD[47] AD[46]
81 AD[45] GND AD[45] GND
82 GND AD[44] GND AD[44]
83 AD[43] AD[42] AD[43] AD[42]
84 AD[41] +5V
(I/O)
AD[41] +3,3V
(I/O)
85 GND AD[40] GND AD[40]
86 AD[39] AD[38] AD[39] AD[38]
87 AD[37] GND AD[37] GND
88 +5V(I/O
)
AD[36] +3,3V(I/
O)
AD[36]
89 AD[35] AD[34] AD[35] AD[34]
90 AD[33] GND AD[33] GND
91 GND AD[32] GND AD[32]
92 Dự trữ Dự trữ Dự trữ Dự trữ
93 Dự trữ GND Dự trữ GND
94 GND Dự trữ GND Dự trữ Hết 64 bit
Trên đây giới thiệu về các loại khe cắm được dùng trong
máy tính. Cho đến nay phần lớn các card ghép nối dùng trong
mục đích điều khiển đều được chế tạo để đặt vào rãnh cắm theo
tiêu chuẩn ISA, vì thế card giao tiếp trong đồ án này cũng chọn
ISA làm tiêu chuẩn để thiết kế.
Phần tiếp theo sẽ nói về việc giao tiếp trong máy tính, sự

giải mã đòa chỉ và các vi mạch được dùng trong card giao tiếp.