各种通讯总线介绍
发布时间:2008/9/5 0:00:00 访问次数:1558
任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与cpu直接连接,那么连线将会错综复杂,甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构,常用一组线路,配置以适当的接口电路,与各部件和外围设备连接,这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用于插件板一级的互连;外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备进行信息与数据交换,它用于设备一级的互连。
另外,从广义上说,计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信,相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好,但由于占用的口线多,不适于小型化产品;而串行通信速率虽低,但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。串行通信一般可分为异步模式和同步模式。
随着微电子技术和计算机技术的发展,总线技术也在不断地发展和完善,而使计算机总线技术种类繁多,各具特色。下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介绍。
一、内部总线
1.i2c总线
i2c(inter-ic)总线10多年前由philips公司推出,是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简化,器件封装形式小,通信速率较高等优点。在主从通信中,可以有多个i2c总线器件同时接到i2c总线上,通过地址来识别通信对象。
2.spi总线
串行外围设备接口spi(serial peripheral interface)总线技术是motorola公司推出的一种同步串行接口。motorola公司生产的绝大多数mcu(微控制器)都配有spi硬件接口,如68系列mcu。spi总线是一种三线同步总线,因其硬件功能很强,所以,与spi有关的软件就相当简单,使cpu有更多的时间处理其他事务。
3.sci总线
串行通信接口sci(serial communication interface)也是由motorola公司推出的。它是一种通用异步通信接口uart,与mcs-51的异步通信功能基本相同。
二、系统总线
1.isa总线
isa(industrial standard architecture)总线标准是ibm 公司1984年为推出pc/at机而建立的系统总线标准,所以也叫at总线。它是对xt总线的扩展,以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛,以至于现在奔腾机中还保留有isa总线插槽。isa总线有98只引脚。
2.eisa总线
eisa总线是1988年由compaq等9家公司联合推出的总线标准。它是在isa总线的基础上使用双层插座,在原来isa总线的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条isa信号线之间添加一条eisa信号线。在实用中,eisa总线完全兼容isa总线信号。
3.vesa总线
vesa(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为vl(vesa local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到cpu与主存和cache 的直接相连,通常把这部分总线称为cpu总线或主总线,其他设备通过vl总线与cpu总线相连,所以vl总线被称为局部总线。它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64 位,使用33mhz时钟频率,最大传输率达132mb/s,可与cpu同步工作。是一种高速、高效的局部总线,可支持386sx、386dx、486sx、486dx及奔腾微处理器。
4.pci总线
pci(peripheral component interconnect)总线是当前最流行的总线之一,它是由intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。pci总线主板插槽的体积比原isa总线插槽还小,其功能比vesa、isa有极大的改善,支持突发读写操作,最大传输速率可达132mb/s,可同时支持多组外围设备。 pci局部总线不能兼容现有的isa、eisa、mca(micro channel architecture)总线,但它不受制于处理器,是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。
5.compact pci
以上所列举的几种系统总线一般都用于商用pc机中,在计算机系统总线中,还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线,比如std总线、 vme总线、pc/104总线等。这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一——compact pci。
compact pci的意思是“坚实的pci”,是当今第一个采用无源总线底板结构的pci系统,是pci总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准,是当今最新的一种工业计算机标准。compact pci是在原来pci总线基础上改造而来
任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与cpu直接连接,那么连线将会错综复杂,甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构,常用一组线路,配置以适当的接口电路,与各部件和外围设备连接,这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用于插件板一级的互连;外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备进行信息与数据交换,它用于设备一级的互连。
另外,从广义上说,计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信,相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好,但由于占用的口线多,不适于小型化产品;而串行通信速率虽低,但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。串行通信一般可分为异步模式和同步模式。
随着微电子技术和计算机技术的发展,总线技术也在不断地发展和完善,而使计算机总线技术种类繁多,各具特色。下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介绍。
一、内部总线
1.i2c总线
i2c(inter-ic)总线10多年前由philips公司推出,是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简化,器件封装形式小,通信速率较高等优点。在主从通信中,可以有多个i2c总线器件同时接到i2c总线上,通过地址来识别通信对象。
2.spi总线
串行外围设备接口spi(serial peripheral interface)总线技术是motorola公司推出的一种同步串行接口。motorola公司生产的绝大多数mcu(微控制器)都配有spi硬件接口,如68系列mcu。spi总线是一种三线同步总线,因其硬件功能很强,所以,与spi有关的软件就相当简单,使cpu有更多的时间处理其他事务。
3.sci总线
串行通信接口sci(serial communication interface)也是由motorola公司推出的。它是一种通用异步通信接口uart,与mcs-51的异步通信功能基本相同。
二、系统总线
1.isa总线
isa(industrial standard architecture)总线标准是ibm 公司1984年为推出pc/at机而建立的系统总线标准,所以也叫at总线。它是对xt总线的扩展,以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛,以至于现在奔腾机中还保留有isa总线插槽。isa总线有98只引脚。
2.eisa总线
eisa总线是1988年由compaq等9家公司联合推出的总线标准。它是在isa总线的基础上使用双层插座,在原来isa总线的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条isa信号线之间添加一条eisa信号线。在实用中,eisa总线完全兼容isa总线信号。
3.vesa总线
vesa(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为vl(vesa local bus)总线。它的推出为微机系统总线体系结构的革新奠定了基础。该总线系统考虑到cpu与主存和cache 的直接相连,通常把这部分总线称为cpu总线或主总线,其他设备通过vl总线与cpu总线相连,所以vl总线被称为局部总线。它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64 位,使用33mhz时钟频率,最大传输率达132mb/s,可与cpu同步工作。是一种高速、高效的局部总线,可支持386sx、386dx、486sx、486dx及奔腾微处理器。
4.pci总线
pci(peripheral component interconnect)总线是当前最流行的总线之一,它是由intel公司推出的一种局部总线。它定义了32位数据总线,且可扩展为64位。pci总线主板插槽的体积比原isa总线插槽还小,其功能比vesa、isa有极大的改善,支持突发读写操作,最大传输速率可达132mb/s,可同时支持多组外围设备。 pci局部总线不能兼容现有的isa、eisa、mca(micro channel architecture)总线,但它不受制于处理器,是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。
5.compact pci
以上所列举的几种系统总线一般都用于商用pc机中,在计算机系统总线中,还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统总线,比如std总线、 vme总线、pc/104总线等。这里仅介绍当前工业计算机的热门总线之一——compact pci。
compact pci的意思是“坚实的pci”,是当今第一个采用无源总线底板结构的pci系统,是pci总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准,是当今最新的一种工业计算机标准。compact pci是在原来pci总线基础上改造而来
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