VME(VersaModule Eurocard)總線
VME(VersaModuleEurocard)總線是一種通用的計(jì)算機(jī)總線,結(jié)合了Motorola公司Versa總線的電氣標(biāo)準(zhǔn)和在歐洲建立的Eurocard標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械形狀因子,是一種開放式架構(gòu)。它定義了一個(gè)在緊密耦合(closelycoupled)硬件構(gòu)架中可進(jìn)行互連數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和連接外圍控制器件的系統(tǒng)。經(jīng)過多年的改造升級(jí),VME系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的非常完善,圍繞其開發(fā)的產(chǎn)品遍及了工業(yè)控制、**系統(tǒng)、航空航天、交通運(yùn)輸和醫(yī)療等領(lǐng)域。
VME的特點(diǎn)
VME的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制是異步的,有多個(gè)總線周期,地址寬度是16、24、32、40或64位,數(shù)據(jù)線路的寬度是8、16、24、32、64位,系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)的選擇它們。它的數(shù)據(jù)傳輸方式為異步方式,因此只受制于信號(hào)交換協(xié)議,而不依賴于系統(tǒng)時(shí)鐘;其數(shù)據(jù)傳輸速率為0~500Mb/s;此外,還有UnalignedData傳輸能力,誤差糾正能力和自我診斷能力,用戶可以定義I/O端口;其配有21個(gè)插卡插槽和多個(gè)背板,在**應(yīng)用中可以使用傳導(dǎo)冷卻模塊。
VME結(jié)構(gòu)
因?yàn)槭莾煞N標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合,那么VME系統(tǒng)也可以被看作是兩個(gè)部分。一個(gè)部分是它的機(jī)械構(gòu)架,此部分決定著VMEbus系統(tǒng)背板、前置面板和嵌入板的尺寸大?。欢硪徊糠謩t是功能構(gòu)架,它定義了系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)流程。
1 VME的機(jī)械結(jié)構(gòu)
VME機(jī)械構(gòu)架中的主要部分為背板,是一個(gè)印刷電路板。它的大小有三種型號(hào):3U(160mm ×100mm)、6U(160mm ×233mm)和9U(367 mm× 400mm)。根據(jù)VME64x標(biāo)準(zhǔn),VME系統(tǒng)中有三種連接器,它們分別是P0/J0、P1/J1和P2/J2,“P”和“J”分別代表了PLUG和JACK連接器。P1/J1和P2/J2連接器有96個(gè)管腳,排列成三排,每排32管腳;P0/J0連接器則有95個(gè)管腳。3U型背板只具有P1/J1或P2/J2連接器,而6U型背板則同時(shí)具有J1和J2連接器。
這些模塊雖然各有分工,但是要想集體配合,還需要總線的支持。VME系統(tǒng)的總線分為四大類:數(shù)據(jù)傳輸總線、數(shù)據(jù)傳輸仲裁總線、優(yōu)先中斷總線和通用總線。
數(shù)據(jù)傳輸總線是一個(gè)高速異步平行數(shù)據(jù)傳輸總線,能傳輸數(shù)據(jù)和地址信號(hào)。主設(shè)備、從設(shè)備、中斷模塊和中斷處理模塊通過其進(jìn)行兩兩交換數(shù)據(jù)。另外兩個(gè)模塊,總線時(shí)鐘(bustimer)和JACK 菊花鏈驅(qū)動(dòng)器也通過數(shù)據(jù)傳輸總線參與數(shù)據(jù)處理工作。
數(shù)據(jù)傳輸仲裁總線是為確保在特定的時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)模塊占用數(shù)據(jù)傳輸總線而設(shè)定的。工作在其上的請(qǐng)求模塊和仲裁模塊將負(fù)載協(xié)調(diào)各模塊發(fā)出的指令。仲裁模塊處于背板的**個(gè)插槽內(nèi),決定哪個(gè)主設(shè)備將優(yōu)先使用總線資源。具體的判定方法包括了優(yōu)先權(quán)算法、round-robin算法和其他排序算法。
優(yōu)先權(quán)中斷總線是處理各模塊中斷請(qǐng)求的總線。各種中斷請(qǐng)求在VME中被分成了7個(gè)等級(jí),根據(jù)等級(jí)的高低,它們依次對(duì)信號(hào)線進(jìn)行中斷工作。
*后一個(gè)總線是通用總線。所謂通用總線就是負(fù)責(zé)系統(tǒng)的一些基本工作,包括對(duì)時(shí)鐘的控制、初始化、錯(cuò)誤檢測(cè)等任務(wù)的總線。它由兩條時(shí)鐘線、一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位線、一個(gè)系統(tǒng)失效線、一個(gè)AC失效線和一個(gè)串行數(shù)據(jù)線構(gòu)成。
各模塊是以平行結(jié)構(gòu)分布的,所有的數(shù)據(jù)和指令通過系統(tǒng)底層的4類總線進(jìn)行傳輸,信號(hào)的模式是TTL電平信號(hào)。
VME總線家族
● VME64
隨著周邊技術(shù)的發(fā)展,VME系統(tǒng)的升級(jí)在所難免。于是在1995年,VME總線的新一代架構(gòu)VME64脫穎而出。相對(duì)于傳統(tǒng)的VME系統(tǒng),VME64加大了傳輸帶寬,拓展了地址空間和方便了板卡插拔。它將6U板的數(shù)據(jù)線寬和地址范圍擴(kuò)展到了64位,給3U板提供了32位和40位地址模塊,傳輸帶寬達(dá)到了80Mb/s,增加了總線鎖定周期,增加了**插槽探測(cè)功能,加入了對(duì)熱插拔的支持。
● VME64 extension
VME64擴(kuò)展集是1997通過的新標(biāo)準(zhǔn),它又被稱為VME64x。它增加了一個(gè)160管腳連接器系列(按5行排列),還在P1/J1和P2/J2之間加入了一個(gè)P0/J0連接器,另外新增設(shè)了一個(gè)3.3V電源管腳。該系統(tǒng)新增的兩個(gè)邊緣總線循環(huán)則把數(shù)據(jù)速率提高到160Mb/s。此外,還增加了EMC前置面板和ESD功能。
● VME320
VME320*大的改進(jìn)可能是采用了星型互連的方法來達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸加速的目的。它采用了一種叫做2eSST的協(xié)議,這是一種信源同步傳輸協(xié)議,可將理論數(shù)據(jù)速率提高到320Mb/s。不過VME320并沒有得到廣泛的支持