测控系统通信与网络课件-5.ppt

测控系统通信与网络 主讲：武汉大学电子信息学院 王泉德 第五章 标准总线通信 一、总线、总线标准及标准总线 总线是连接一个或多个部件的一组电缆的总称，通常包括地址总线、数据总线和控制总线。依应用的场合总线可分为： 片内总线 片间总线 模板总线 并行外总线与串行外总线 总线标准与标准总线 总线标准：总线的机械规程、电气规程、功能规程和过程规程； 标准总线：受到国际组织承认、推荐，为许多国家、行业、用户所公认的总线 二、开放型系统 OEM系统 OEM产品 OEM模板 1、总线母板与总线插座 2、总线标准的确定 总线标准对总线作了一系列关于互连、交换信息、协调工作的规定，包括： 信号线的根数及引线名称 机械规程：规定总线插座的机械尺寸、引脚编号、排列位 置以及模板的外形尺寸 电气规程：规定了引线信号的静电电平及负载性能 逻辑功能及过程特性：引线的逻辑功能及时序关系 模板硬件设计就是以选定的标准总线为基准，根据模板的功能要求，选择适当的芯片，经过尽可能简单的逻辑变换，把信号变换为符合标准总线的规定，经可控开关连接到总线插头上，模板硬件设计的核心就是设计总线接口。 3、总线仲裁 采用支持多微机的Multibus，STD，S-100标准内总线，可以构建开放型多微机系统。 开放型多微机系统中有主、从两类模板： 1）主模板：含有CPU，具有总线控制权。有两种主模板： 普通主模板:它不参加总线使用权的竞争，用于开放型单微机系统； 多主模板:参加总线竞争，用于构造开放型多微机系统。 2）从模板：不具有总线控制权，不参加总线使用权的竞争。有两种从模板： 普通从模板：不含微处理器； 智能从模板：含微处理器，负责板内控制，不参加总线竞争。 开放型多微机系统由多主模板管理总线的使用权，多主模板配置有总线仲裁机制，有两台或者两台以上多主模板要求使用总线时把总线使用权分配给某一多主模板，以避免冲突。 （1） 多主模板中的总线仲裁机制 （2）总线判优方法 开放型多微机系统中每块多主模板中都有总线仲裁器，各个多主模板的优先权高低由所有多主模板按照总线判优方法共同决定。 串行判优法： 将一块多主模板的总线优先权输出PO串接到另一块多主模板的 总线优先权输入PI，形成一个菊花链。 并行判优法： 在每个多主模板之外再加上一个公用的优先权编码译码电路实现判优。 循环判优法： 采用类似于并行判优法的编码译码结构形式 ，动态分配多主模板的优先权，各多主模板的优先权不再按输入编号固定不变，而是按时间周期轮转，使每块多主模板取得最高优先权的机会均等。 三、MultiBus标准总线 Multibus总线又称多总线，它是Intel公司生产iSBC系列产品使用的模板总线。 1977年公开发表，以后为IEEE协会确认并定名为IEEE796总线标准，并作为标准内总线加以推荐。被公认是至今设计最好的、考虑得最周全的微机内总线标准。 Multibus采用两级总线结构。在模板内部使用局部总线，在各模板之间通过Multibus总线互连。由于大部分数据交换是通过局部总线进行，因而Multibus总线占有率仅在10%左右，便于Multibus总线更好地支持多微处理机系统。 Multibus总线在抗串扰、电磁兼容性方面表现良好，在世界范围内获得了广泛应用，它是一种很有发展前途的总线标准，在工业控制与智能仪表中有着广泛应用。 1、Multibus总线的信号及定义 BERQ：总线请求。BERQ＝0时，表示该主模板请求使用总线。该线用于总线的并行判优。 CBRQ：公共请求。只要有一块多主模板请求总线，它就变为有效。用此信号线通知当前正在使用总线的多主模板，若CBRQ为0，表示现在还有其它多主模板请求总线，请用完后立即释放。若CBRQ为1，表示现在没有多主模板请求总线，现在正使用总线的多主模板用完总线后不要释放，以减少无意义的总线使用权交换。 2、数据传送过程 3、禁止操作过程 4、中断操作过程 3）主模板发出第二个响应信号INTA，使被选中的从模板的中断控制逻辑向Multibus的数据线发送中断向量地址； 4）主模板使用接收到的中断向量转入中断服务程序； 5）中断向量为双字节，可发出第三个响应信号INTA，以获取中断向量的另外一个字节 。 5、总线仲裁操作 Multibus总线标准总线通信小结 四、STD总线 STD总线是由美国的Pro-Log公司提出，经Pro-Log公司与Mostek公司共同发展起来的一种工业