《VME总线简介》PPT课件.ppt

VME总线简介,VME64,VME总线介绍,VME总线发展简史 VME总线典型应用 VME板卡及背板的物理描述 VME总线信号定义 VME总线协议简述 VME软件编程简介,VME总线发展简史,Motorola在1979年定义了VERSAbus结构 - 基于Motorola 68000微处理器 - 基于这种结构的模块称为VERSAmodule Eurocard概念 - 欧洲标准化组织又发展了其规范并定义了标准的电子配装的尺寸 Motorola的欧洲办事处将这两种概念融合到一个系统规范中 - Motorola, Mostek, 和Signetics在1981年联合起来共同发展和支持这种新结构 - 设计VERSAmodule-Europe，直至VMEbus 在1984年形成了VMEbus（VITA） 现在的标准定义是IEEE-1014 和 IEC 821规范,VME总线发展简史 VME总线典型应用 VME板卡及背板的物理描述 VME总线信号定义 VME总线协议简述 VME软件编程简介,VMEbus 应用范畴,工业控制 航空航天 通讯 发电厂 医药 军事用途 商业环境,VMEbus 某些典型应用,机器控制 纸板切割 检测扫描 空中交通控制 飞行仿真 工厂自动化,VME总线发展简史 VME总线典型应用 VME板卡及背板的物理描述 VME总线信号定义 VME总线协议简述 VME软件编程简介,VME总线机箱,选择 台式 上架 嵌入式和SBC方式 3U, 6U, 9U. 供电方式电源模块（热插拔？）/固定式电源 后出线和非后出线 冷却方式 传统风冷/强制风冷/传导冷却,两种欧式卡尺寸 单高度 - 3U 100 mm x 160 mm P1连接头 - 96针（332） 24-bit地址总线 - 16-bit数据总线 双高度 - 6U P1和P2 - 每个96针（332） 233.35 mm x 160 mm 8-bit额外地址总线 - 16-bit额外数据总线,VME板卡的物理描述,背板描述（backplane）,2到21槽 J1 和/或 J2 TTL 驱动和接收器 Terminated (330/470) 0.8英寸宽度 J2/次总线 J2/用户定义信号线,总线连接器,VMEbus背板上的连接器采用DIN 41612- 400 规范 针和槽配合方式的连接器, 高可靠性 优点 - 高密度, 96针 - 遮蔽式, 防止氧化和空气污染 - IEC 标准,电气特性,背板信号传导长度 - 19.68英寸 最多21 槽 两端均进行信号终止 +5 V, +5 V STDBY, +12 V, -12 V 接地(Ground) +3.3V用于VME64和VME64x,VME总线发展简史 VME总线典型应用 VME板卡及背板的物理描述 VME总线信号定义 VME总线协议简述 VME软件编程简介,VMEbus J1,J1 提供64路信号线 用于 地址线24路 数据线16路 控制线 仲裁线 中断,J1连接头信号定义,Pin Row A Row B Row C 1 D00 BBSY* D08 2 D01 BCLR* D09 3 D02 ACFAIL* D10 4 D03 BG0IN* D11 5 D04 BG0OUT* D12 6 D05 BG1IN* D13 7 D06 BG1OUT* D14 8 D07 BG2IN* D15 9 GND BG2OUT* GND 10 SYSCLK BG3IN* SYSFAIL* 11 GND BG3OUT* BERR* 12 DS1* BR0* SYSRESET* 13 DS0* BR1* LWORD* 14 WRITE* BR2* AM5 15 GND BR3* A23 16 DTACK* AM0 A22,Pin Row A Row B Row C 17 GND AM1 A21 18 AS* AM2 A20 19 GND AM3 A19 20 IACK* GND A18 21 IACKIN* SERCLK A17 22 IACKOUT* SERDAT* A16 23 AM4 GND A15 24 A07 IRQ7* A14 25 A06 IRQ6* A13 26 A05 IRQ5* A12 27 A04 IRQ4* A11 28 A03 IRQ3* A10 29 A02 IRQ2* A09 30 A01 IRQ1* A08 31 -12 V + 5 V STDBY +12 V 32 +5 V +5 V +5 V,J1连接头信号定义（续）,VMEbus J2,J2 提供64路信号线 8 路额外地址线 16 路额外数据线 64 路用户定义线 用于 减少数据拥堵 扩展CPU存储器总线,J2连接头信号定义,Pin Row A Row B Row C 1 UD +5 V UD 2 UD GND UD 3 UD RESERVED UD 4 UD A24 UD 5 UD A25 UD 6 UD A26 UD 7 UD A27 UD 8 UD A28 UD 9 UD A29 UD 10 UD A30 UD 11 UD A31 UD 12 UD GND UD 13 UD +5 V UD 14 UD D16 UD 15 UD D17 UD 16 UD D18 UD,Pin Row A Row B Row C 17 UD D19 UD 18 UD D20 UD 19 UD D21 UD 20 UD D22 UD 21 UD D23 UD 22 UD GND UD 23 UD D24 UD 24 UD D25 UD 25 UD D26 UD 26 UD D27 UD 27 UD D28 UD 28 UD D29 UD 29 UD D30 UD 30 UD D31 UD 31 UD GND UD 32 UD +5 V UD,J2连接头信号定义（续）,VME总线发展简史 VME总线典型应用 VME板卡及背板的物理描述 VME总线信号定义 VME总线协议简述 VME软件编程简介,VME传输速度,总线方式,传输方式,传输速度,最大传输速度,寻址范围,16 bits - A16 (short I/O) 24 bits - A24 (standard) 32 bits - A32 (extended) 64 bits - A64 (VME64),数据宽度,8 bits - D08 16 bits - D16 32 bits - D32 64 bits - D64 (VME64),VME子总线,数据传输总线 (DTB) 地址线 数据线 控制线 DTB 仲裁总线 优先级中断总线 应用总线,VMEbus图表,主设备,总线接口逻辑,LWORD*,A311,BERR*,DTACK*,RETRY*,D310,WRITE*,DS1*,DS0*,AS*,AM50,IACK*,BCLR*,SYSRESET*,ACFAIL*,SYSFAIL*,VMEbus及次总线,Secondary Bus,VME64扩展,Master-Slave结构 64-bit 地址/数据扩展 执行复用操作 MBLT- VME64 复用块传输 32-bit - 40 MB/s 64-bit - 80 MB/s,写周期时序图(VME64),读/写周期,读/写周期是公用的VME总线周期 主设备首先寻址从设备并传输数据 从设备则以DTACK确认信号进行响应,块传输操作,单地址 多字节数据 节省了大量的地址周期 仅适用于连续的数据传输,块传输 (BLT),在某个周期中，主设备声明一个地址，然后进行块传输 一旦从设备被寻址到，多字节的数据即可以通过锁定数据选通来进行读或写操作 从设备上的地址计数器会自动增加板上地址 块传输最大尺寸为256字节,块传输 - VME,单地址/多数据 8-, 16-, 32-bit 数据传输 传输最大量 256字节 传输边界 - 256字节边界 从设备自动增加地址,复用块传输 - VME64,复用块传输 - MBLT 单地址/多字节数据 64-bit 数据宽度 传输量 - 最大2048字节 传输边界 - 2048字节边界 从设备自动增加地址,突发（ Burst ）传输方式,主设备获得VME总线控制权并且直到需要访问的数据全部访问完毕后才释放总线控制权 A64用到A01到 A31, LWORD, 和D00到D31， 通过A64 地址修正来确认 D64 用到A01 to A31, LWORD, 和 D00到D31,3排针和5排针的问题,标准的连接头是3排针，共96针（VME或VME64）； 5排针为160针（VME64或VME64x）； 在96针连接头基础上，外侧各有一列32针的接触点； 它们被设计为z列和d列； VME64x要用到3.3V电压（d列）； 功能： 更多的信号连接以使背板功能更强大 更多的接地信号以防止信号反射及串扰 5排针信号定义举例,P1连接头举例,P2连接头举例,VMEbus特性总结,VMEbus总结续,其它特性,异步总线 - 没有公用时钟信号 - 利用握手信号 - 更强的抗干扰设计 多个主设备（MultiMaster) - 可多个VME总线Master, 由系统控制器仲裁 - 更高的性能, 更复杂的系统设计 - 允许并行操作，适用于多处理系统 - 优于CompactPCI的最大特点,总线仲裁,什么是总线仲裁? 多个Master时避免总线冲突（同时争夺） 请求调度 用于 Master进行数据传输 中断处理,系统控制器,每个系统均需要系统控制器 安装位置一般在背板的slot 1(一般靠左)