VME總線(xiàn)原理概述

VME總線(xiàn)原理及應(yīng)用

VME（VersaModule Eurocard）總線(xiàn)是一種通用的計(jì)算機(jī)總線(xiàn)，結(jié)合了Motorola公司Versa總線(xiàn)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(kāi)放式架構(gòu)。它定義了一個(gè)在緊密耦合（closely coupled）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(guò)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品遍及了工業(yè)控制、軍用系統(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(xiàn)周期，地址寬度是16、24、32、40或64位，數(shù)據(jù)線(xiàn)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(lài)于系統(tǒng)時(shí)鐘；其數(shù)據(jù)傳輸速率為0～500Mb/s；此外，還有Unaligned Data傳輸能力，誤差糾正能力和自我診斷能力，用戶(hù)可以定義I/O端口；其配有21個(gè)插卡插槽和多個(gè)背板，在軍事應(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钜徊糠謩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。

2 VME的功能結(jié)構(gòu)

如圖1所示，VME的功能構(gòu)架可以說(shuō)是由信號(hào)線(xiàn)，背板接口邏輯和功能模塊所組成的。背板接口邏輯
的性能是由背板上的一些特性所左右的，比如信號(hào)線(xiàn)阻抗、傳播時(shí)間、終端數(shù)值等等。它和信號(hào)線(xiàn)是系統(tǒng)各部分之間的紐帶。功能模塊則是執(zhí)行具體任務(wù)的電路集合。其中，主要的模塊叫做主設(shè)備（master），其決定著數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞?；根?jù)主設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸情況而動(dòng)作的模塊叫做從設(shè)備（slave），負(fù)責(zé)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸目標(biāo)地址的模塊被稱(chēng)為定位監(jiān)控設(shè)備。此外，還有發(fā)出中斷請(qǐng)求和處理中斷請(qǐng)求的模塊，判定和處理其他模塊請(qǐng)求的仲裁模塊。當(dāng)然，還少不了發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)的模塊和監(jiān)控系統(tǒng)電源工作情況的模塊。

圖1 VME功能架構(gòu)