研嵌入式系统课件3总线设计.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 同步 (isochronous) 应用的例子：实时网络电话 大量 (bulk) 应用的例子：打印机数据、存储器数据的传输 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 嵌入式系统设计（研究生） 天津大学计算机学院 车明 第三章: 总线设计 * * 3.1 总线概述 3.1.1 总线分类 片内总线:芯片内部总线（VLSI课程相关） 器件总线:芯片间互连总线,可由设计者自定义，也有标准的总线，如：I2C、SPI、… 内总线:设备内部总线，电路板间互连。 标准内总线:国际标准,如:STD、PCI、… 专用内总线:由设计者根据需要采用、自定义 外总线：设备间总线，不同设备间通信。 均为标准总线，如：RS232、USB、… * * 3.1.2 标准总线与专用总线 标准总线 由国际标准化组织发布，业界统一 优点：简化设计、易于扩展、便于更新、方便维修 通用设备（如PC机）的内、外总线都采用标准总线 专用总线 由设备设计者定义的、适应设备特点的总线 特点：专用性、不兼容，效率高、开销少、成本低 嵌入式设备因受应用环境限制，可能不易实现标准总线，且可能存在浪费；因此经常采用专用总线。许多较小的系统也可能不需要内总线。 * * 3.2 内总线 3.2.1 专用内总线 单片机扩展总线： 一般地，通过选择合适的单片机，其内部资源应可以满足应用需求，则其外部引脚就可以看作器件总线或内总线，实现与相关外设的连接。 当单片机资源不足时，可通过单片机扩展内部总线，增加相关资源，这时内总线应能适应相关资源的驱动需求，有必要对单片机外部引脚信号进行必要处理。 * * 例：给AT89C51单片机扩展RAM * * 3.2.2 标准内总线 标准内总线的种类已超过100种 我们介绍嵌入式系统中常用的几种 1） STD总线 STD总线是一个面向工业控制的8位总线，目前已被升级到16位、32位 8位STD总线是由56条信号线组成的并行底板总线，它又分为4条小总线，即8根双向数据线、16根地址线、22根控制线、10根电源线。 STD总线在1987年被批准为IEEE961标准 * * STD-8031 CUP板 STD总线的特点： 采用小模板结构, 尺寸为165×114mm 模块化的总体设计布局 开放式的系统结构 拥有丰富的I/O功能 模板的小尺寸设计, 减少冲击和震动的影响 * * 2） PC机内总线 PC机内总线经历了PC/XT、ISA、EISA、PCI、PCI-E的发展过程 2002年，PCI Express规范被批准，并称之为第三代I/O总线技术 (3rd Generation I/O，3GIO) PCI Express总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，这意味着每一个PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接。 * * 目前用于嵌入式系统的PC总线主要是PCI和少量的ISA PCI总线以其优越的电性能获得了业界的一致认可，同时利用PCI总线的电性能，结合不同的机械结构，产生了各种各样的总线： Compact PCI简称CPCI，中文称紧凑型PCI，将PCI总线与欧规卡的机械结构相结合，支持热插拔(Hot Swap)、后走线(Rear IO)，在电信、军工、交通等领域得到广泛的应用。 PXI总线：在CPCI基础上加入同步时钟、触发等测量专用信号，在测量、控制领域应用。 PMC总线：配合CPCI总线在电信行业中使用。 * * 3） 其他标准内总线 VME（VersaModule Eurocard）总线是一种通用的计算机总线，结合了Motorola公司Versa总线的电气标准和在欧洲建立的Eurocard标准的机械形状因子，是一种开放式架构，围绕其开发的产品遍及了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等领域。 VXI (VMEbus eXtension for Instrumentation)总线是VME计算机总线在仪器领域中的扩展,由HP等公司提出,1992年成为IEEE1155标准。 * * 3.3 外总线 标准外总线的种类也有近百种 我们介绍嵌入式系统中常用的几种 3.3.1 RS-232C 异步串行通信接口，由EIA（美国电子工业协会）发布 全双工（同时收发），传输距离最大约为15M 电气特性： 数据“0”（“空号” space）+3 - +15V 数据“1”（“传号” mark） -3 - -15