ISA(Industrial Standard Architecture)总线指IBM公司为适配PC/AT而于1984年推出的16位系统总线标准,它是当初PC/XT使用的XT总线的扩展,XT总线共62线,其插卡/插座分A、B两面,每面31线,其中数据线宽8位,地址线宽20位(可对1MB存储空间寻址)。XT总线后来又称ISA 8总线。
ISA总线在原XT总线62引线的基础上再延长出独立的一段,新增加36线(A、B两面各18线),数据线扩至16位,地址线扩至24位。ISA总线适配8/16位数据总线传输要求,与XT总线兼容。ISA总线插槽长138.5mm,相邻引脚距离2.54mm,基本部分与扩展部分相距10.16mm。
· 数据传输速率最高为8Mbps。
· 24根地址线,可寻址16MB存储空间(000000H~0FFFFFFH)。
· 64KB个可寻址的I/O端口(16根地址线,可寻址0000H~0FFFFH端口)。
· 一次可进行16位或8位数据存取。
· 15级硬中断控制(对应两片8259A级联)。
· 7个DMA通道(对应两片8237A-5级联)。
· 可产生I/O等待状态。
· 支持多个主控器(multi-master)。XT总线通常只有CPU是唯一的主控模块,其余的都是受控模块。ISA总线中增加了一条master信号引脚,可使CPU释放总线(CPU处于高阻状态)而由其他主控器(诸如DMA控制器、DRAM刷新控制器、带处理器的智能接口控制卡等)占用总线。但ISA只支持CPU以外的一个主控器接口卡工作。
ISA总线信号引脚及其在插座上的排列情况如图5-1所示。
图5-1 ISA总线信号排列
各信号线的特征和功能如表5-1和表5-2所示。
表5-1 ISA总线前向兼容62条信号线
类 型 |
信号名称 |
输入/输出(I/O) |
功能说明 |
时钟与定位 |
OSC |
O |
振荡信号:周期70ns,占空比2∶1 |
CLK |
O |
系统时钟:周期167ns,占空比2∶1 | |
RESDRV |
O |
上电复位,或初始化系统逻辑 | |
|
I |
零等待状态 | |
数据 |
SD7~SD0 |
I/O |
8位双向数据线,SD0为最低有效位 |
地址总线 |
SA19~SA0 |
O |
20位地址线,SA0为最低有效位 |
BALE |
O |
地址锁存使能信号,允许锁存来自CPU的有效地址 | |
AEN |
O |
DMA允许信号,允许DMA控制三总线进行DMA传输 | |
中断与DMA |
IRQ7~3 |
I |
I/O设备的中断请求线,IRQ3优先级最高 |
DRQ3~1 |
I |
I/O设备的DMA请求线,DRQ优先级最高 | |
|
O |
DMA应答信号线,分别对应DRQ3~1 | |
控制总线 |
T/C |
O |
DMA通道计数结束信号,DMA控制器送出 |
|
I/O |
I/O读 | |
|
I/O |
I/O写 | |
|
O |
存储器读(小于1MB空间) | |
|
O |
存储器写(小于1MB空间) | |
|
I |
向主板CPU提供I/O设备或扩充存储器奇偶校验信息 | |
I/OCHRDY |
I |
I/O通道就绪,低电平使总线周期延长,延长的时钟数≤15 | |
|
I/O |
指示刷新周期 | |
电源与地线 |
+5V |
|
电源 |
-5V |
|
电源 | |
+12V |
|
电源 | |
-12V |
|
电源 | |
GND |
|
地线 |
表5-2 lSA总线扩展36条信号线
类 型 |
信号名称 |
输入/输出(I/O) |
功能说明 |
控制总线 |
IRQ15~10 |
I |
中断请求信号,IRQ10优先级最高,IRQ15最低 |
DRQ7~5 |
|
DMA请求信号,DRQ0优先级最高,DRQ7最低 | |
|
O |
DMA应答信号,对应DRQ7~5 | |
控制总线 |
|
I |
其他处理器发出的主控信号,使CPU总线处于高阻状态 |
|
I/O |
对所有存储器的读命令 | |
|
I/O |
对所有存储器的写命令 | |
地址 |
LA23~LA17 |
I/O |
存储器最高7位地址线 |
续上表
类 型 |
信号名称 |
输入/输出(I/O) |
功能说明 |
数据总线 |
SD15~SD8 |
I/O |
高8位双向数据总线 |
|
I/O |
数据高位允许信号 | |
|
I |
存储器16位芯片选择信号 | |
|
|
I/O设备16位芯片选择信号 | |
电源地线 |
+5V |
|
电源 |
GND |
|
地线 |
ISA总线有两组地址信号线:SA19~SA0和LA23~LAl7。SA19~SA0这20根地址线与XT总线一样,可对存储器中前1MB空间寻址,LA23~LA17为扩展地址线,与SA19~SA0合起来可对整个16MB存储空间进行寻址。