ISA總線

ISA是IndustryStandardArchitecture的縮寫ISA插槽是基於ISA總線（IndustrialStandardArchitecture，工業標準結構總線）的擴展插槽，其顏色一般為黑色，比PCI接口插槽要長些，位於主板的最下端。其工作頻率為8MHz左右，為16位插槽，最大傳輸率16MB/sec，可插接顯卡，聲卡，網卡已及所謂的多功能接口卡等擴展插卡。其缺點是CPU資源佔用太高，數據傳輸帶寬太小，是已經被淘汰的插槽接口。

ISA是8/16bit的系統總線，最大傳輸速率僅為8MB/s，但允許多個CPU共享系統資源。由於兼容性好，它在上個世紀80年代是最廣泛採用的系統總線，不過它的弱點也是顯而易見的，比如傳輸速率過低、CPU佔用率高、佔用硬件中斷資源等。後來在PC‘98規範中，就開始放棄了ISA總線，而Intel從i810芯片組開始，也不再提供對ISA接口的支持。

ISA卡外觀

2ISA總線時序

ISA總線是IBMPC/AT機(CPU是80286)所用的系統總線.。PC/AT總線經過標準化之後的名稱。IEEE將ISA總線作為IEEEP996推薦標準。這是一個16位兼8位的總線標準。如果忽略標準化細節則可認為16位ISA總線就是PC/AT總線。由於IBMPC/AT與IBMPC、IBMPC/XT機(CPU都是8088)所用的Pc總線兼容，所以可認為8位ISA總線(16位ISA總的低8位部分)就是PC總線。

ISA總線的時序和80868088的時序基本相同但也有一些區別。有了8086/8088時序基礎對ISA總線時序的理解主要在於以下幾點

①地址和數據已不再分時複用信號線因此在整個總線週期內有效。

②和8086/8088的最大模式一樣,存儲器讀/寫和I/O讀/寫的控制信號已分開,進行一種操作只需一個控制信號。

③一個典型的存儲器讀/寫週期還是由T1、T2、T3和T4組成,而I/O讀寫週期和DMA週期都自動插入了一個等待時鐘週期。

④I/OCHRAY相當於8086/8088時序中的READY信號。當總線板卡上

的存儲器或I/0電路較慢時,可利用該信號迫使CPU插入等待時鐘週期。但等待時鐘週期不得超過10個。

⑤8位ISA總線在存儲器讀/寫週期可用到20位地址,而16位ISA總線在存儲器讀寫週期中可使用24位地址。但由於受I/O指令的限制。8位和16位ISA總線的I/0讀/寫週期都只能使用低16位地址。

⑥BALE在CPU總線週期的T1期間有效,它的基本作用是進行地址鎖存。但也可以作為一個新的CPU總線週期已開始的標誌。

⑦AEN有效表示DMAC正在控制系統總線所以它可以作為系統處於DMA總線週期的標誌。

3ISA總線接口

執行ISA總線規範的電路稱為。ISA總線接口。通過ISA總線接口可以為系統擴充存儲器。也可以擴充I/O設備。在實際應用中對後者的需求更大因為機器主板上一般已經或者可以安裝足夠的存儲器而I/O設備是各種各樣的。系統對I/O設備的需求也不盡相同。正因為如此，ISA總線又被歸類於I/O擴展總線。注意I/O設備是一個廣義的概念可以是像打印機、硬盤那樣實實在在的設備。也可以是像A/D轉換器、D/A轉換器、計數器那樣的電路。當

I/O設備是一個電路時。通常和總線接口做在一個總線板卡上習慣稱之為某某接口板(如A/D接口板)或某某接口(如D/A接口)。從ISA總線的引腳信號以及總線時序看和8086/8088最大模式時的系統三總線以及8086/8088的總線週期時序差別不大，因此在設計ISA總線接口特別是I/O接口時。除了下面三點需要注意外，可以採用與設計8086/8088

接口幾乎相同的方法。這三點是

1.當設計非DMA方式的I/O接口時,應把AEN為低作為該接口工作的使能

條件。以確保在總線上進行DMA傳送時該接口不工作，否則DMA傳送時所發出的

地址與該接口設計地址相同時該接口會誤操作。

2.系統對ISA總線上的I/O端口地址採用部分譯碼方法。只譯碼A9、AO或

A10、A0。在選擇接口地址時應避開系統已佔用的地址以及它們的重疊區。

3如果所要設計的接口中包含需要CPU插入等待時鐘的功能則需設計

一個I/0CHRAY產生電路。以便在必要時使總線上的I/OCHRAY線為低電平。

但該電路與總線上的I/OCHRAY線的電氣連接以及有效信號出現和持續時

間等方面有一些要求，實際應用時需再參閲其詳細資料。

RESET、BCLK： ^[1]  復位及總線基本時鐘，BLCK=8MHz。

SA19-SA0：存儲器及I/O空間20位地址，帶鎖存。

LA23-LA17：存儲器及I/O空間20位地址，不帶鎖存。

BALE：總線地址鎖存，外部鎖存器的選通。

AEN：地址允許，表明CPU讓出總線，DMA開始。

SMEMR#、SMEMW#：8位ISA存儲器讀寫控制。

ISA總線引線定義：主要信號説明

MEMR#、MEMW#：16位ISA存儲器讀寫控制。

SD15-SD0：數據總線，訪問8位ISA卡時高8位自動傳送到SD7-SD0。

SBHE#：高字節允許，打開SD15-SD8數據通路。

MEMCS16#、IOCS16#：ISA卡發出此信號確認可以進行16位傳送。

I/OCHRDY：ISA卡準備好，可控制插入等待週期。

NOWS#：不需等待狀態，快速ISA發出不同插入等待。

I/OCHCK#：ISA卡奇偶校驗錯。

IRQ15、IRQ14、IRQ12-IRQ9、IRQ7-IRQ3：中斷請求。

DRQ7-DRQ5 、DRQ3-DRQ0： ISA卡DMA請求。

DACK7#-DACK5#、DACK3#-DACK0#：DMA請求響應。

MASTER#：ISA主模塊確立信號，ISA發出此信號，與主機內DMAC配合使ISA卡成為主模塊，全部控制總線。

從圖中的信號可以看出，ISA的信號與PC機(PC/XT、PC/AT)所使用的外圍芯片以及CPU類型有着十分密切的關係。如8位ISA的地址與數據線本身就是8088的地址與數據線寬度，16位ISA的24位地址與16位數據與80286一致。8位ISA的IRQ與DRQ是1片8259和1片8237的信號，16位ISA的IRQ與DRQ則是2片8259和2片8237級連等。可以説ISA總線是IntelCPU及外圍芯片信號的延伸。

總線信號：

(1)總線基本信號。總線基本信號指的是用於總線工作的最基本的信號，通常有復位、時鐘、電源、地線等。

(2)總線訪問信號。總線訪問信號指的是用於訪問數據的地址、數據線以及相應的應答信號。

(3)總線控制信號。ISA總線控制主要有中斷和DMA請求兩種方式。中斷方式時由ISA卡發出中斷請求而取得軟件的控制權；DMA請求方式則在DMA控制器響應請求後，由DMA控制器代為管理總線的控制，或者與MASTER信號配合取得ISA總線的真正控制權。