微型计算机控制技术（第2版）课件：PC总线工控机和部分专用控制器介绍.pptx

PC总线工控机和部分专用控制器介绍

01PC总线标准规范PC总线工控机主要类型、主板及扩展板卡工控机的主要特点及结构020304专用控制器介绍

PC总线标准规范工控机的主要特点及结构PC总线工控机主要类型、主板及扩展板卡专用控制器介绍

早在20世纪80年代初期，美国AD公司就推出了类似IPC的MAC-150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM7532。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，而在工控机中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。工业个人计算机IndustrialPersonalComputer（简称IPC）是一种加固的增强型个人计算机，是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制用的计算机，简称工控机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。工业控制计算机概述

工控机示意图西门子工控机研华工控机

工控机的特点可靠性高实时性好环境适应性强过程输入和输出配套较好系统扩充性好系统开放性控制软件包功能强系统通信功能强后备措施齐全具有冗余性

工控机的结构加固型工业机箱工业电源主机板显示板软盘硬盘各类输入和输出接口模板彩色显示器键盘一般采用101标准键盘和触模式功能键盘鼠标为机械式或光电式打印机用于制表打印

工控机的结构

PC总线标准规范工控机的主要特点及结构PC总线工控机主要类型、主板及扩展板卡专用控制器介绍

总线标准概述目前市场上PC总线类型有：XT总线、ISA总线、EISA总线、VESA总线（VL－BUS）PCI总线以及PCIE总线。ISA（IndustrialStandardArchitecture）总线就是AT总线，它是在XT总线基础上扩充设计的16位总线，其寻址空间最大16MB，操作速度8MHz，数据传输率16Mbps。EISA（ExtendIndustrialStandardArchitecture）总线是一个32位总线，它支持总线主控，其数据传输率可达32Mbps。VL－BUS也称VESA总线，它是局部总线（LocalBUS）标准，是ISA总线的简单扩展，可以与ISA或EISA总线同时使用。其主要技术思路是使过去通过ISA总线进行的数据交换改成由CPU总线直接进行，传送速度与CPU速度一致，局部总线设备可直接连接到处理器总线上，并以处理器的时钟速率运行。这里所讲的VL－BUS标准实际上就是通常所说的VESA总线标准。它已被通用PC机界广泛接受。PCI总线（PeripheralComponentInterconnect）是1993年Intel公司主导推出的。其定义的是一个功能强大的新型总线结构。它支持并发CPU和总线主控部件操作，支持64位奔腾（Pentium）处理器。这是目前普遍应用的总线，在工控机上已有CompactPCI产品。PCIE总线(peripheralcomponentinterconnectexpress)是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能。它的主要优势就是数据传输速率高，而且还有相当大的发展潜力。

ISA、PCI插槽PCI插槽ISA插槽

PCIE插槽

ISA总线标准ISA总线是在XT总线基础上扩充的，即它把XT总线的62线信号扩充为98线。ISA所扩充的36线信号主要用于寻址范围、数据位数、中断资源以及DMA传输资源的扩充。主要性能指标I/O地址空间0100H－03FFH24位地址线可直接寻址的内存容量为16MB8/16位数据线62+36引脚最大位宽16位(bit)最高时钟频率8MHz最大稳态传输率16MB/s中断功能DMA通道功能开放式总线结构，允许多个CPU共享系统资源

ISA总线引脚定义（a）AB边（62PIN）（b）CD边（36PIN）

ISA总线前62个引脚功能说明类型信号名称I/O引脚功能说明时钟与定时OSCOB30周期为70ns的振荡信号，占空比1:2CLKOB20周期为167ns的系统时钟，占空比1:2RESDRVOB2上电复位或初始化系统逻辑OWSIB8零等待状态，无需插入等待周期即可完成总线周期数据总线SD0～SD7I/OA2～A9双向数据位0～7位，为处理器、存储器、I/O设备提供数据地址总线SA0～SA19OA12～A31地址0～19位，提供对存储器和I/O设备寻址，SA0为最低有效位ALEOB28由8288总线控制器提供，允许缩存来自处理器的有效地址AENOA11允许DMA控