总线接口技术.pptx

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1、6.1总线接口概述总线接口概述总线的分类总线功能总线握手总线约定或协议同步总线传输与非同步总线传输第2页/共118页第1页/共118页总线是计算机系统中模块到模块间传送信息的一束信号线6.1总线接口概述第3页/共118页第2页/共118页总线的分类按功能分：地址总线数据总线控制总线按层次结构分：内部总线系统总线外部总线按通信方式分：串行总线并行总线第4页/共118页第3页/共118页总线功能总线的功能在于在辅助信息的协调下，实现对基本信息的正确传输。为了保证功能的实现需要：1、为保证总线正常工作，需要总线裁定机制；2、需要规定信息的传输形式。第5页/共118页第4页/共118页总线握手总线握手

2、信息是总线辅助信息中用于控制基本信息传送同步的信号。它包括基本信息传送开始和结束信号两个主要部分。握手信息的主要功能是表明基本信息传送的开始和结束第6页/共118页第5页/共118页总线约定或协议总线约定或协议的作用就是保证对传输的信息进行正确识别和可靠、无丢失的接收。约定或协议涉及传输速率和传输格式两方面的问题第7页/共118页第6页/共118页同步总线传输与非同步总线传输系统总线上，一个传输周期包括四个阶段：1、申请阶段2、寻址阶段3、传数阶段4、结束阶段第8页/共118页第7页/共118页同步总线传输与非同步总线传输一、同步总线传输依靠严格的相同速率进行信号传输，无需联络线同步总线传输定

3、时关系第9页/共118页第8页/共118页同步总线传输与非同步总线传输二、异步总线传输异步方式，依靠请求和应答两根联络线进行信号传输异步总线传输读操作时序异步总线传输写操作时序第10页/共118页第9页/共118页同步总线传输与非同步总线传输三、半同步总线传输依靠一根BUSY联络线要求发送者插入相应WAIT的同步传输半同步总线传输时序示例第11页/共118页第10页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第12页/共118页第11页/共118页6.2串行总线接口技术SPI总线技术I2C总线技术1-W

4、ire总线技术第13页/共118页第12页/共118页1.SPI总线概述SPISPI串行总线接口通常包括串行总线接口通常包括LOAD(CS)CLKMISO,MOSI(分开或公用）单主机SPI连接图第14页/共118页第13页/共118页1.SPI总线概述SPI系统一台主机MCU和若干台从机MCU多台MCU互相连接成一个多主机系统（如图）一台主机和若干台从机外围设备多主机SPI连接图第15页/共118页第14页/共118页2.以AT45D041为例介绍SPI总线(1)AT45D041特性单一4.55.5V电源供电串行接口结构分页编程操作单一可循环编程（擦除和编程）2048页（264bytes/p

5、age）主存储器可选页和块擦除操作双264byte静态随机存储器数据缓冲器-在非易失性存储器重编程时允许接收数据第16页/共118页第15页/共118页(1)AT45D041特性在全阵列范围内连续可读内部编程与控制定时器低能耗15mA典型有效读电流10uA典型CMOS标准电流10MHz最大时钟频率硬件数据保护兼容其它串行SPI外围接口方式03三种工作模式兼容CMOS和TTL输入输出广泛应用于商业与工业领域第17页/共118页第16页/共118页(2)AT45D041概述 CS片选 SCK 时钟 SI 数据输入WP硬件页写保护 SO 数据输出RESET 芯片复位RDY/BUSY 忙线AT45D0

6、41管脚图第18页/共118页第17页/共118页(2)AT45D041概述操作关系逻辑图第19页/共118页第18页/共118页(3)主要命令简介1)主存储器页读取(52H)24位地址码序列n主存储器页读操作时序第20页/共118页第19页/共118页(3)主要命令简介2)状态寄存器读取(57H)状态寄存器就绪/繁忙最近的贮存与缓存区比较结果器件密度第21页/共118页第20页/共118页(3)主要命令简介3)经过缓冲区写入主存(82H或85H)经缓冲区写入数据时序第22页/共118页第21页/共118页(4)操作方式概要A类：利用闪速存储阵列主存页读取主存页到缓冲区传送主存页与缓冲区比较B

7、类：不使用闪速存储阵列缓冲区读取缓冲区写入状态寄存器读取第23页/共118页第22页/共118页(5)软件例程AT45D041写BYTE子程序wICBW:LDB BL,#8wICBWL:LCALL SET_SCK_0w LCALL WAITw SHLB AL,#1w JC ICBW1w LCALL SET_SI_0w SJMP ICBWSCKwICBW1:LCALL SET_SI_1wICBWSCK:LCALL WAITw LCALL SET_SCK_1w LCALL WAITw DJNZ BL,ICBWLw RET第24页/共118页第23页/共118页(5)软件例程AT45D041读BYT

8、E子程序wICBR:LDB BL,#8wLDB AL,R0wICBRL:LCALL SET_SCK_0w LCALL WAITw LCALL SET_SCK_1w LCALL WAITw LCALL GET_SO_01w CMPB AH,R0w JE ICBRBLw ORB AL,#00000001BwICBRBL:DJNZ BL,ICBRSHLw SJMP ICBRENDwICBRSHL:SHLB AL,#1wLCALL WAITw SJMP ICBRLwICBREND:RET第25页/共118页第24页/共118页2C总线技术I2C总线结构电可擦除只读存储器AT24C128仲裁和时钟同步化

9、高速方式第26页/共118页第25页/共118页1.I2C总线结构I2C串行总线只有二根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。SDA典型的I2C总线结构第27页/共118页第26页/共118页1.I2C总线结构为避免总线信号的混乱，要求设备连接到总线的输出端必须是漏极开路输出或集电极开路输出的电路结构。设备和I2C总线的接口电路第28页/共118页第27页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(1)AT24C128/256的简介24C128/256为16k/32k8bit串行电可擦除只读存储器，允许4个器件连接在同一个两线式总线上24C128/256引脚第29页

10、/共118页第28页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(2)AT24C128/256的特性1）低电压标准电平操作：5.0(Vcc=4555V)2.7(Vcc=2755V)1.8(Vcc=1836V)内部容量16k x 8bits/32k x 8bits；两线式串行接口；双向式数据传输协议；1MHz(5V)，1MHz(2.7V)，400kHz(1.8V)多种频率兼容；硬件写保护管脚和软件数据保护；64字节页写模式（允许部分页单独写）；第30页/共118页第29页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(3)一位数据的传送SDA变化时SCL一定为0第31页/共118页

11、第30页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(4)启动信号和停止信号在SCL为1时SDA 1-0 代表startSDA 0-1 代表stop第32页/共118页第31页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(5)数据字节的传送第33页/共118页第32页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(6)应答每个传送字节后必须有一位应答位在应答时钟脉冲高电平期间，发送设备释放SDA线，接收设备拉低SDA线并保持稳定，以作为有效应答信号第34页/共118页第33页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令1)第一字节的定义读/写位从机

12、地址位芯片地址第35页/共118页第34页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令2)字节写第36页/共118页第35页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令3)页写第37页/共118页第36页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令4)当前地址读第38页/共118页第37页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令5)任意地址读第39页/共118页第38页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令6)连续地址读第40页/共118页第39页/共118页2.以

13、AT24C128为例介绍I2C总线(7)寻址及命令7)软件例程纵观前面的各类操作过程，可以将其分解为基本的两类指令BYTE读和BYTE写第41页/共118页第40页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线写字节流程*调用数据:FL 数据寄存器 *FH 调用标志 *.0=1 写起始位*.1=1 写停止位*.2=1 要求应答*返回数据:FL=00H 正确写入*FL=0FFH 写入错误*1、是否写START2、写8BIT数据3、是读应答ACK4、是否写STOP第42页/共118页第41页/共118页2.以AT24C128为例介绍I2C总线读字节流程*调用数据:FH 调用标志*.0=1 写

14、起始位*.1=1 写停止位*.2=1 要求应答*返回数据:FL 1、是否写START2、读8BIT的数据3、是否写应答ACK4、是否写STOP第43页/共118页第42页/共118页3.仲裁和时间同步化(1)时钟的同步主机向SCL发送自己的时钟脉冲以控制I2C总线上的数据传送多个主机同时发送时，各时钟电平之间相“与”时钟的同步过程第44页/共118页第43页/共118页3.仲裁和时间同步化(2)仲裁仲裁是当多台主机同时要求控制总线时，决定由哪个主机控制总线的判断处理过程；仲裁利用各主机数据线的“与”关系来实现，其过程不影响数据的传送仲裁的结果取决于主机发送的地址和数据第45页/共118页第44

15、页/共118页3.仲裁和时间同步化(3)用时钟同步机制作握手信号I2C总线上的数据传送是按SCL线上的时钟脉冲同步进行的；可用拉低SCL线的方法减缓总线上的数据传输速率第46页/共118页第45页/共118页4.高速方式高速方式芯片的传输速率可达400Kbit高速方式芯片和普通芯片可混合用于同一I2C总线第47页/共118页第46页/共118页总线技术对于单总线设备，读出和写入信息只要一根口线（单总线）。典型器件为Dallas公司的DSB1820单总线温度传感器。第48页/共118页第47页/共118页总线技术1.DS1820特性单线接口:仅需一根口线与MCU连接无需外围元件由总线提供电源测温

16、范围为-5575，精度为0.59Bit温度值A/D变换时间为200ms用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的报警搜索命令可识别哪片DS1820温度超限。第49页/共118页第48页/共118页总线技术2.DS1820引脚及功能GND:地DQ:数据输入/输出，(单线接口，可作寄生供电)；VDD:电源电压。第50页/共118页第49页/共118页总线技术3.DS1820工作原理DS1820由电源监测、64bitROM和存储器三个主要数字器件组成第51页/共118页第50页/共118页总线技术3.DS1820工作原理64bit闪速ROM的结构如下8bit检验CRC48bit序列号8bit型号代码

17、MSBLSBn测温结果110010010MSB符号位此数代表-55第52页/共118页第51页/共118页总线技术4.操作指令ROM指令代码存储器指令代码READROM33HWRITESCRATCHPAD4EHMATCHROM55HREADSCRATCHPADBEHSKIPROMCCHCOPYSCRATCHPAD48HSEARCHROMFOHCONVERT44HALARMSEARCHECHRECALL E2B8HREAD POWER SUPPLYB4H第53页/共118页第52页/共118页总线技术DS1820的读、写及初始化操作协议：初始化-发ROM命令-发存储器命令-处理数据初始化DS18

18、20时序第54页/共118页第53页/共118页总线技术DS1820的读、写及初始化第55页/共118页第54页/共118页总线技术5.1-Wire接口自动寻码技术 当多个DS1820挂接在一条总线上时，它提供了自动寻码算法，即可以通过“Search Rom”指令算法，自动寻出挂接在总线上的传感器的个数及其各自全球唯一的64位地址码，但此时单片机并不知道各个传感器在机车上的安装位置。所以，当单片机自动寻出一个传感器全球唯一的64位地址码后，马上向总线上发送此地址码，用于选中该传感器与单片机进行通讯。此时，单片机发送“Read Rom”指令，将该传感器的E2ROM中所存放的传感器对应位置读出，因

19、为E2ROM中事先已进行了传感器编码，存放着各个传感器所对应的测点位置，因此，通过以上的步骤，即可自动寻出总线上全部传感器全球唯一的地址码以及事先写入的传感器编码，即各传感器所对应的机车轴温安装位置。第56页/共118页第55页/共118页总线技术6.温度检测系统原理及流程图第57页/共118页第56页/共118页总线技术6.温度检测系统原理及流程图对DS1820操作的总体流程图发送一个DS1820的地址码结束等待200ms1s初始化DS1820发送Match ROM命令（55H）发送Read Scratch命令（BEH）读取该DS1820的温度值在线所有DS1820访问完毕？YN启动总线上所

20、有DS1820作温度/数字转换，发送Skip ROM命令（CCH），发送Convert命令（44H）开始初始化DS1820发送Search ROM命令读取在线DS1820的序列号存在一个DS1820YN第58页/共118页第57页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第59页/共118页第58页/共118页6.3 ISA总线ISA总线插槽ISA总线引脚定义ISA总线的特点第60页/共118页第59页/共118页6.3 ISA总线ISA(工业标准体系结构)总线IBM公司为PC/AT计算制定的总线标准

21、为8/16位的系统总线数据传输速率大约为8Mbit/s第61页/共118页第60页/共118页6.3 ISA总线总线插槽ISA插槽是基于ISA总线的扩展插槽工作频率为8MHz为16位插槽，醉倒传输率为16Mbit/s可接显卡、声卡、网卡及多功能接口卡等第62页/共118页第61页/共118页总线插槽ISA插槽引脚ISA插槽外形与PC/XT基本相同AT机特有的部分第63页/共118页第62页/共118页总线引脚定义BADCGND1I/O CHCKMEM CS1SBHERESER DRT2SD7I/O CS162LA235VDC3SD6IRQ103LA22IRQ94SD5IRQ114LA21-5V

22、DC5SD4IRQ125LA20DRQ26SD3IRQ156LA19-12VDC7SD2IRQ147LA18OWS8SD1-DACK08LA1712VDC9SD0DRQ09MEN RGND10I/O CHRDY-DACK510MEN W-SMEMW11AENDRQ511SD8-SMEMR12SA19-DACK612SD9第64页/共118页第63页/共118页总线引脚定义-IQW13SA18DRQ613SD10-IQR14SA17-DACK714SD11-DACK315SA16DRQ715SD12DRQ316SA155VDC16SD13DACK117SA14MASTER17SD14DRQ118

23、SA13GND18SD15REFRESH19SA12CLK20SA11IRQ7IRQ32125SA10SA6-DACK226SA5T/C27SA4BALE28SA35VDC29SA2OSC30SA1GND31SA0第65页/共118页第64页/共118页总线特点支持16位I/O端口地址，24位存储地址，8/16位数据存取，15级可屏蔽中断，7级DMA通道及能产生I/O等待状态。是多主控总线，除CPU外，DMAC、DRAM刷新控制器和带处理器的智能接口卡皆可作为主控设备支持8种类型的总线周期第66页/共118页第65页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线

24、PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第67页/共118页第66页/共118页6.4 PCI总线PCI总线概述PCI总线命令及总线协议PCI总线的数据传输过程基于PCI总线的数据采集系统的应用第68页/共118页第67页/共118页总线概述支持32位与64位数据宽度数据传输速率范围为133266MByte/s数据完整性和可靠性高，独立于处理器，支持多主控支持即插即用和中断共享第69页/共118页第68页/共118页总线概述标准的PCI系统结构第70页/共118页第69页/共118页总线概述1.PCI总线的信号系统地址/数据和命令接口控制仲裁接口错误报告中断接口高速缓存支持第

25、71页/共118页第70页/共118页总线概述PCI传输时序一次总线传输=地址期+数据期+数据期+第72页/共118页第71页/共118页总线概述2.PCI插槽第73页/共118页第72页/共118页总线命令及总线协议1.PCI总线命令C/BE3:0#命令类型说明命令类型说明C/BE3:0#命令类型说明命令类型说明0000中断相应中断相应1000保留保留0001特殊周期特殊周期1001保留保留0010I/O读（从读（从/I/O端口地址中读数据）端口地址中读数据）1010配置读配置读0011I/O写（从写（从/I/O端口地址中写数据）端口地址中写数据）1011配置写配置写0100保留保留1100

26、存储器多行读存储器多行读0101保留保留1101双地址周期双地址周期0110存储器读（从内存空间印象中读数）存储器读（从内存空间印象中读数）1110存储器行读存储器行读0111存储器写（向内存空间印象中写数）存储器写（向内存空间印象中写数）1111存储器行写并无效存储器行写并无效第74页/共118页第73页/共118页总线命令及总线协议2.PCI总线协议PCI基本总线协议传输机制是猝发成组数据传输的，一个分组由一个地址相位和一个或多个数据相位组成第75页/共118页第74页/共118页总线命令及总线协议(1)PCI总线的传输控制遵循的管理规则PCI总线上所有的数据传输基本有FRAME#、IRD

27、Y#和TRDY#三条信号线控制的第76页/共118页第75页/共118页总线命令及总线协议(2)PCI总线的寻址PCI总线定义了3种物理空间地址：内存地址空间、I/O地址空间和配置地址空间I/O地址空间中，所有的32位地址都用来表示一个完整的字节地址AD1:0起始字节起始字节有效的有效的BE3:0的组合的组合00字节字节0XXX0或或111101字节字节1XX01或或111110字节字节2X011或或111111字节字节30111或或1111字节允许与AD10的编码第77页/共118页第76页/共118页总线命令及总线协议(2)PCI总线的寻址在存储器地址空间，AD312提供一个双字边界地址，

28、AD10用来指明主设备要求的数据传输顺序猝发顺序编码AD1AD0猝发顺序猝发顺序00线性增加模式线性增加模式01保留（在第一个数据相位后解除连接）保留（在第一个数据相位后解除连接）10Cache行回卷（行回卷（warp）模式）模式11保留（在第一个数据相位后解除连接）保留（在第一个数据相位后解除连接）n在配置地址空间，由AD72寻址64个双字寄存器第78页/共118页第77页/共118页总线命令及总线协议(3)PCI总线的过渡从一个设备驱动PCI总线到另一个设备驱动PCI总线之间存在一个过渡期，又称为交换周期，以防止总线访问冲突。第79页/共118页第78页/共118页总线的数据传输过程1.P

29、CI总线上的读操作第80页/共118页第79页/共118页总线的数据传输过程2.PCI总线上的写操作第81页/共118页第80页/共118页基于PCI总线的数据采集系统基于PCI的数据采集系统原理框图第82页/共118页第81页/共118页基于PCI总线的数据采集系统1.系统硬件设计第83页/共118页第82页/共118页基于PCI总线的数据采集系统2.系统软件设计主程序：(1)设置PCI配置寄存器(2)设置PCI操作寄存器、启动数据采集(3)定义目的地址主程序流程图第84页/共118页第83页/共118页基于PCI总线的数据采集系统2.系统软件设计中断服务程序：中断服务程序流程图第85页/共

30、118页第84页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第86页/共118页第85页/共118页6.5 GPIB总线GPIB总线概述GPIB接口芯片应用电路设计第87页/共118页第86页/共118页总线概述GPIB(通用接口总线)是目前最常用、最成熟的智能仪器接口结构和命令都比较简单适合于精度要求高，但对传输速率要求不高的场合 第88页/共118页第87页/共118页总线概述1.GPIB标准目前最广泛使用的协议为IEEE488.2，最高速率为8MByte/sIEEE488的特点：8位数据线可以传输

31、ASC码或二进制数，也可以传送状态字和控制字。允许系统中的任何两个设备之间直接通信。采用为并行、字节串行、三线握手和异步传送等技术，允许不同速度的设备工作在同一系统内。系统组建容易系统具有十大接口功能，各仪器可根据需要从10个接口功能中随意挑选，不需一致 第89页/共118页第88页/共118页总线概述SCPI(程控仪器标准命令集)SCPI构建于IEEE488.2之上，用一种标准的方式来叙述各种程控仪器的功能参数、控制数据交换和状态报告等。SCPI和IEEE488.2及IEEE488.1的关系第90页/共118页第89页/共118页总线概述2.GPIB功能源握手接口功能(SH)受方握手接口功能

32、(AH)讲者功能(T)听者功能(L)控者功能(C)远控/本控功能(R/L)并行点名功能(PP)仪器清零功能(DC)仪器触发功能(DT)服务请求功能(SR)o不同设备的基本功能配置n计算机控者:C,T,SH,AH,Ln 讲者:T,SH,AHn 听者：L,AH第91页/共118页第90页/共118页总线概述3.GPIB规范GPIB接口是24线的并行总线接口GPIB接口的构成第92页/共118页第91页/共118页总线概述3.GPIB规范数据线8条数据线传输数据和命令信息，所有命令和大部分数据使用7位的ASCII码握手线数据有效未准备好数据接收未接收数据第93页/共118页第92页/共118页总线概

33、述o3.GPIB规范n接口管理线o注意线(ATN)o服务请求线(SRQ)o结束或识别线(EOI)o远程启动线(REN)o接口清除线(IFC)第94页/共118页第93页/共118页总线概述4.GPIB配置要求总线上任意两台仪器之间的最大间隔为4m，各个仪器之间的平均间隔为2m电缆总长度最多不超过20m每一总线上连接的装置负载，不应多于15台，其中接通电源的设备不得少于三分之二对于速度更高的系统应遵守下属规定：电缆总长度最多不超过15m，而且，每米电缆带有一台仪器负载。总线上的所有仪器，均应接通电源。所用仪器使用48mA三态驱动器。GPIB仪器的输入/输出电容，应当小于50pF。第95页/共11

34、8页第94页/共118页接口芯片GPIB接口芯片硬件电路GPIB接口芯片：主要任务是实现接口功能和对多线消息进行译码分为不可编程接口芯片和可编程接口芯片第96页/共118页第95页/共118页接口芯片1.NAT9914芯片NAT9914主要应用于带微处理器的程控仪器，传输速率为500kbit/s特点管脚与TMS9914、PD7210的管脚完全兼容。在软件上可以与PD7210兼容。低功耗，与TTL电平兼容的CMOS芯片。能实现GPIB的十大接口功能。数据发送速率可编程自动处理IEEE488命令和未定义命令，满足IEEE488.2的附加要求和协议。第97页/共118页第96页/共118页接口芯片1

35、.NAT9914芯片管脚定义管脚管脚信号信号类型类型管脚号管脚号信号信号类型类型1ACCRQDMA 存取请求线存取请求线21TE讲可能线，控制数据传输方向讲可能线，控制数据传输方向2ACCGRDMA存取允许线，不用存取允许线，不用DMA时接时接+5V22REN双向管理线，选择远控双向管理线，选择远控/本控本控3CE芯片选通线芯片选通线23IFC双向管理线，接口清零双向管理线，接口清零4WE写信号线（低电平有效）写信号线（低电平有效）24NDAC双向握手信号线，表示不接收数据双向握手信号线，表示不接收数据5DBIN读信号线（低电平有效）读信号线（低电平有效）25NRFD双向握手信号线，表示未准备

36、接收数据双向握手信号线，表示未准备接收数据6RES0内部读写寄存器选择地址线内部读写寄存器选择地址线26DAV双向握手信号线，表示数据有效双向握手信号线，表示数据有效7RES1同上同上27EOI双向管理线，表示结束或识别双向管理线，表示结束或识别8RES2同上同上28ATN双向管理线，区分接口双向管理线，区分接口/器件消息器件消息9INT中断请求线中断请求线29SRQ服务请求信号线服务请求信号线10D0双向数据线（与双向数据线（与CPU连）连）30CONT控制总线管理信号控制总线管理信号1117D1D7同上同上3138DIO1DIO8数据线（与数据线（与SN75160相连）相连）18CLK时钟

37、出入线（时钟出入线（220）MHz38DIO8同上同上19RESET复位复位39TR触发信号线触发信号线20GND地线地线40VCC电源线电源线第98页/共118页第97页/共118页接口芯片2.NAT9914接口芯片的工作原理通过写控制字到适当的寄存器中来管理GPIB总线的，而可读的状态寄存器又提供了操作反馈信息。寄存器类型数据类寄存器中断类寄存器查询类寄存器地址类寄存器其他类型寄存器第99页/共118页第98页/共118页应用电路设计硬件设计GPIB接口电路系统框图第100页/共118页第99页/共118页应用电路设计硬件设计NAT9914与总线收发器接线第101页/共118页第100页/

38、共118页应用电路设计2.软件设计主控程序流程初始化流程第102页/共118页第101页/共118页应用电路设计2.软件设计听功能程序第103页/共118页第102页/共118页应用电路设计2.软件设计讲功能程序第104页/共118页第103页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第105页/共118页第104页/共118页6.6 VXI总线VXI总线是VME总线在仪器领域的扩展VXI总线的特点测试仪器模块化32位数据总线，数据传输速率高系统可靠性高，可维修性好电磁兼容性好通用性强，标准化程度高灵

39、活性强，兼容性好 第106页/共118页第105页/共118页总线规范1.VXI总线系统结构 VXI总线系统是一种计算机控制的功能系统，一般是由计算机，VXI主机箱和VXI模块组成 VXI总线系统的主计算机及其接口常见接口:GPIB,RS-232C,MXIbus,IEEE1394,VMEbus第107页/共118页第106页/共118页总线规范1.VXI总线系统结构器件：VXI总线系统中的基本逻辑单元根据其本身的性质、特点和它支持的通信规程可分为:寄存器基器件、消息基器件、存储器器件和扩展器件 第108页/共118页第107页/共118页总线规范2.VXI总线的构成和功能从功能上分，VXI总线

40、系统共有以下8种总线：VME计算机总线；时钟和同步总线；模块识别总线；触发总线；相加总线；本地总线；星形总线；电源线第109页/共118页第108页/共118页总线规范3.VXI总线的通信协议分层通信协议第110页/共118页第109页/共118页总线接口电路1.消息基器件的VXI总线接口方案第111页/共118页第110页/共118页总线接口电路1.寄存器基器件的VXI总线接口方案第112页/共118页第111页/共118页本章主要内容总线接口概述串行总线接口技术ISA（工业标准结构）总线PCI（外围器件互联）总线GPIB总线VXI总线PXI总线第113页/共118页第112页/共118页6

41、.7 PXI总线PXI(PCIextensions for Instrumentatilon),由美国NI等几家公司于1997年推出了测控仪器总线标准PXI总线标准PXI规范定义了专门的电气、机械和软件特性第114页/共118页第113页/共118页总线接口1.接口概述PXI接口的作用是为了在PXI模块中完成PXI底板总线与功能电路之间的通信，它被称为PXI总线与功能电路之间桥梁 PXI模块电路结构第115页/共118页第114页/共118页总线接口2.总线命令C/BE3:0#类型说明类型说明C/BE3:0#类型说明类型说明0000中断应答（中断识别）中断应答（中断识别）1000保留保留000

42、1特殊周期（总线广播）特殊周期（总线广播）1001保留保留0010I/O读（从读（从I/O地址中读数据）地址中读数据）1010配置空间读配置空间读0011I/O写（向写（向I/O地址空间写数据）地址空间写数据）1011配置空间写配置空间写0100保留保留1100存储器多行读存储器多行读0101保留保留1101双地址周期双地址周期0110存储器读（从内存空间印象中读数）存储器读（从内存空间印象中读数）1110存储器一行读存储器一行读0111存储器写（向内存空间印象写数据）存储器写（向内存空间印象写数据）1111存储器写并无效存储器写并无效第116页/共118页第115页/共118页总线接口3.PXI总线接口电路设计PXI总线接口电路的设计有三种方案：专用PCI接口芯片+CPLD/FPGA高速CPLD+PCI软件 在FPGA中实现PCI协议及逻辑功能 第117页/共118页第116页/共118页总线 通过在背板使用PCI Express技术，PXI Express能够将带宽整整提高45倍，从原来PXI的132MB/s提高到6GB/s。PXI Express应用领域：视频测试数据的实时流盘多通道的高速采集RF测试第118页/共118页第117页/共118页感谢您的观看！第118页/共118页