武漢大學(xué)測(cè)控儀器通信,第九章儀器專用總線

1、測(cè)控總線與儀器通信技術(shù)測(cè)控總線與儀器通信技術(shù)主講：武漢大學(xué)電子信息學(xué)院主講：武漢大學(xué)電子信息學(xué)院 王先培王先培第九章第九章 儀器專用總線儀器專用總線9.1 引言引言儀器專用總線主要有儀器專用總線主要有CAMAC，VXI和和PXI。CAMAC是是Computer Aided Measurement And Control的縮的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量和控制，寫，即計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量和控制，CAMAC系統(tǒng)是一種具有數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)是一種具有數(shù)據(jù)總線特性的組件化的標(biāo)準(zhǔn)儀器系統(tǒng)，用于交換在線連接的各種設(shè)備之特性的組件化的標(biāo)準(zhǔn)儀器系統(tǒng)，用于交換在線連接的各種設(shè)備之間的數(shù)據(jù)和控制信息。間的數(shù)據(jù)和控制信息。VXI是是

2、VMEbus eXtension for Instrumentation的縮寫，意為的縮寫，意為VME總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。它是繼總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展。它是繼GPIB之后，為適應(yīng)測(cè)量?jī)x器之后，為適應(yīng)測(cè)量?jī)x器從分立的臺(tái)式和機(jī)架式結(jié)構(gòu)發(fā)展為更緊湊的模塊式結(jié)構(gòu)的需要，從分立的臺(tái)式和機(jī)架式結(jié)構(gòu)發(fā)展為更緊湊的模塊式結(jié)構(gòu)的需要，于于1987年推出的一種新的總線標(biāo)準(zhǔn)。年推出的一種新的總線標(biāo)準(zhǔn)。PXI是是PCI eXtension for Instrumentation的的縮寫，是縮寫，是NI公司于公司于1997年年8月公布的一個(gè)對(duì)月公布的一個(gè)對(duì)PCI和和Compact PCI作擴(kuò)充，以滿足高性作擴(kuò)充，以滿足

3、高性能電子測(cè)量?jī)x器需要的新一代模塊化計(jì)算機(jī)控制儀器的技術(shù)規(guī)范能電子測(cè)量?jī)x器需要的新一代模塊化計(jì)算機(jī)控制儀器的技術(shù)規(guī)范。PXI標(biāo)準(zhǔn)正隨著迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)而不斷擴(kuò)充和標(biāo)準(zhǔn)正隨著迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)而不斷擴(kuò)充和完善。完善。9.2 CAMAC總線總線CAMAC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要由四部分組成：系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要由四部分組成：v基本機(jī)箱基本機(jī)箱v并行分支多機(jī)箱系統(tǒng)并行分支多機(jī)箱系統(tǒng)v串行傳輸多機(jī)箱系統(tǒng)串行傳輸多機(jī)箱系統(tǒng)v多控制器系統(tǒng)多控制器系統(tǒng) 9.2.1 基本機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)基本機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)vCAMAC系統(tǒng)由機(jī)箱和組件組成。系統(tǒng)由機(jī)箱和組件組成。v不同的功能組件插入機(jī)箱可以構(gòu)成不同的儀器系不同的功能組件

4、插入機(jī)箱可以構(gòu)成不同的儀器系統(tǒng)。統(tǒng)。v小規(guī)模的系統(tǒng)可由單個(gè)機(jī)箱插入不超過(guò)小規(guī)模的系統(tǒng)可由單個(gè)機(jī)箱插入不超過(guò)23個(gè)插件個(gè)插件和一個(gè)機(jī)箱控制器組成，可以連接很多外部?jī)x器和和一個(gè)機(jī)箱控制器組成，可以連接很多外部?jī)x器和一臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)。一臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)。v大型的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)，需要由多個(gè)大型的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)，需要由多個(gè)機(jī)箱通過(guò)分支總線或串行總線連成大型系統(tǒng)。機(jī)箱通過(guò)分支總線或串行總線連成大型系統(tǒng)。v無(wú)論系統(tǒng)大小，機(jī)箱和組件是無(wú)論系統(tǒng)大小，機(jī)箱和組件是CAMAC系統(tǒng)的基系統(tǒng)的基本部件，而數(shù)據(jù)路是本部件，而數(shù)據(jù)路是CAMAC的核心。的核心。 9.2.2 數(shù)據(jù)路及其操作數(shù)據(jù)路及其操作數(shù)據(jù)

5、路由數(shù)據(jù)路由86條信號(hào)線組成。按其作用分為命令、定時(shí)、條信號(hào)線組成。按其作用分為命令、定時(shí)、數(shù)據(jù)、狀態(tài)、公共控制、非標(biāo)準(zhǔn)、電源等七種線數(shù)據(jù)、狀態(tài)、公共控制、非標(biāo)準(zhǔn)、電源等七種線 。類類名名 稱稱符符 號(hào)號(hào)用途用途型型命命令令站號(hào)站號(hào)(Station Number)(Station Number)子地址子地址(Subaddrees)(Subaddrees)功能功能(Function)(Function)N NA A1 12 24 48 8F F1 12 24 48 81616控制器尋址組件控制器尋址組件控制器尋址組件的一個(gè)區(qū)域控制器尋址組件的一個(gè)區(qū)域被尋址的子地址應(yīng)完成的功能被尋址的子地址應(yīng)完成

6、的功能定定時(shí)時(shí)選通選通l(Strobe1)l(Strobe1)選通選通2(Strobe2)2(Strobe2)操作定時(shí)控制的第一階段操作定時(shí)控制的第一階段操作定時(shí)控制的第二階段操作定時(shí)控制的第二階段數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)寫寫(Write)(Write)讀讀(Read)(Read)W W1 1W W2424R R1 1R R2424將數(shù)據(jù)寫入組件將數(shù)據(jù)寫入組件從組件讀取數(shù)據(jù)從組件讀取數(shù)據(jù)狀狀態(tài)態(tài)請(qǐng)求請(qǐng)求(Look(Look一一AtAtMe)Me)占線占線(Busy)(Busy)響應(yīng)響應(yīng)(Response)(Response)命令接受命令接受(Command Accepted)(Command Accepted

7、)L LB BQ QX X服務(wù)請(qǐng)求服務(wù)請(qǐng)求指明數(shù)據(jù)路操作正在執(zhí)行指明數(shù)據(jù)路操作正在執(zhí)行指明由命令所選擇的特征狀態(tài)指明由命令所選擇的特征狀態(tài)指明組件能完成指定的操作指明組件能完成指定的操作公公共共控控制制起始起始(Initialize)(Initialize)禁止禁止(Inhibit)(Inhibit)清除清除(clear)(clear)Z ZI IC C置組件于初始狀態(tài)置組件于初始狀態(tài)禁止有關(guān)動(dòng)作禁止有關(guān)動(dòng)作消除寄存器消除寄存器非非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)自由母線自由母線(Free Bus Lines)(Free Bus Lines)補(bǔ)充觸點(diǎn)補(bǔ)充觸點(diǎn)(Patch Contacts)(Patch Contact

8、s)P P1 1、P P2 2P P3 3P P5 5(P(P7 7) )非規(guī)定使用非規(guī)定使用無(wú)數(shù)路據(jù)連線的非規(guī)定觸點(diǎn)無(wú)數(shù)路據(jù)連線的非規(guī)定觸點(diǎn)電電源源強(qiáng)制性電源線土強(qiáng)制性電源線土6V6V、士、士24V24V、0V(DC)0V(DC)附加電源線附加電源線+200V+200V、12V(DC)12V(DC)、117V117V、117V(DC)117V(DC)、干凈地、干凈地E E、備用線、備用線Y Yl l、Y Y2 2 規(guī)定的電源線及回線規(guī)定的電源線及回線附加的電源線、參考地線及備用線附加的電源線、參考地線及備用線9.2.3 CAMAC分支系統(tǒng)分支系統(tǒng)v多機(jī)箱多機(jī)箱CAMAC系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)分支

9、，每個(gè)分支由一系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)分支，每個(gè)分支由一個(gè)分支驅(qū)動(dòng)器個(gè)分支驅(qū)動(dòng)器BD(Branch Driver)及最多及最多7個(gè)機(jī)箱組成。為改個(gè)機(jī)箱組成。為改善信息傳輸質(zhì)量，每個(gè)分支設(shè)有終端匹配器。善信息傳輸質(zhì)量，每個(gè)分支設(shè)有終端匹配器。v分支驅(qū)動(dòng)器和所有機(jī)箱控制器的連接通道，一般長(zhǎng)度不分支驅(qū)動(dòng)器和所有機(jī)箱控制器的連接通道，一般長(zhǎng)度不超過(guò)超過(guò)50m。分支總線包括。分支總線包括65根信號(hào)線和各自的返回線以及根信號(hào)線和各自的返回線以及兩根電纜屏蔽線，通過(guò)兩根電纜屏蔽線，通過(guò)132芯連接器將分支驅(qū)動(dòng)器和機(jī)箱連芯連接器將分支驅(qū)動(dòng)器和機(jī)箱連成一個(gè)鏈?zhǔn)较到y(tǒng)。成一個(gè)鏈?zhǔn)较到y(tǒng)。 分支總線的結(jié)構(gòu)和用途概括如表分支總

10、線的結(jié)構(gòu)和用途概括如表 9.2.4 CAMAC串行系統(tǒng)串行系統(tǒng)串行系統(tǒng)就是利用串行總線將多個(gè)串行系統(tǒng)就是利用串行總線將多個(gè)CAMAC機(jī)箱和串行驅(qū)機(jī)箱和串行驅(qū)動(dòng)器連成一個(gè)閉合回路?；芈分凶疃嗫蛇B動(dòng)器連成一個(gè)閉合回路。回路中最多可連62個(gè)機(jī)箱，信息個(gè)機(jī)箱，信息流的方向是單向的。信息直接傳輸距離為流的方向是單向的。信息直接傳輸距離為10km，加入通訊，加入通訊設(shè)備后傳輸距離無(wú)限制，串行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖設(shè)備后傳輸距離無(wú)限制，串行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 串行系統(tǒng)中，只需串行系統(tǒng)中，只需9 9條或條或2 2條信號(hào)線條信號(hào)線( (或?qū)€或?qū)€) )，9 9條條線用于傳輸字節(jié)串，線用于傳輸字節(jié)串，2 2條線用于傳輸位串

11、。這兩種串行條線用于傳輸位串。這兩種串行總線都有一條時(shí)鐘線，用來(lái)傳輸同步時(shí)鐘，時(shí)鐘頻率范總線都有一條時(shí)鐘線，用來(lái)傳輸同步時(shí)鐘，時(shí)鐘頻率范圍為圍為0 05MHz5MHz。 每個(gè)機(jī)箱有一個(gè)串行機(jī)箱控制器每個(gè)機(jī)箱有一個(gè)串行機(jī)箱控制器SCC，通過(guò)前面板，通過(guò)前面板上的輸入輸出端口連到串行總線上的輸入輸出端口連到串行總線SH上。計(jì)算機(jī)控制上。計(jì)算機(jī)控制串行驅(qū)動(dòng)器串行驅(qū)動(dòng)器SD的動(dòng)作，的動(dòng)作，SD發(fā)出的串行信息經(jīng)各個(gè)機(jī)箱發(fā)出的串行信息經(jīng)各個(gè)機(jī)箱處理后逐一轉(zhuǎn)發(fā)直至回到處理后逐一轉(zhuǎn)發(fā)直至回到SD的入口。未被尋址的機(jī)箱的入口。未被尋址的機(jī)箱對(duì)于對(duì)于SH上的信息是透明的上的信息是透明的(直接轉(zhuǎn)發(fā)直接轉(zhuǎn)發(fā))，而，而

12、 被尋址的機(jī)被尋址的機(jī)箱由箱由SCC按照命令所規(guī)定的動(dòng)作啟動(dòng)一次按照命令所規(guī)定的動(dòng)作啟動(dòng)一次CAMAC機(jī)箱機(jī)箱數(shù)據(jù)路操作，并發(fā)出回答信息經(jīng)后續(xù)機(jī)箱回傳到數(shù)據(jù)路操作，并發(fā)出回答信息經(jīng)后續(xù)機(jī)箱回傳到SD入入口。計(jì)算機(jī)、口。計(jì)算機(jī)、SD、SCC和組件的關(guān)系如圖和組件的關(guān)系如圖9-11所示。所示。 報(bào)文格式報(bào)文格式報(bào)文由若干字節(jié)組成，一個(gè)字節(jié)由報(bào)文由若干字節(jié)組成，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)位組成，其中個(gè)位組成，其中16位為信息位，位為界限符位。當(dāng)位為位為信息位，位為界限符位。當(dāng)位為0時(shí)表示本字時(shí)表示本字節(jié)在報(bào)文中，位節(jié)在報(bào)文中，位7為時(shí)表示本字節(jié)為報(bào)文的結(jié)尾或?yàn)闉闀r(shí)表示本字節(jié)為報(bào)文的結(jié)尾或?yàn)槎€(gè)報(bào)文之間的等待字節(jié)

13、。位二個(gè)報(bào)文之間的等待字節(jié)。位8為奇數(shù)校驗(yàn)位，它使橫為奇數(shù)校驗(yàn)位，它使橫向向1的個(gè)數(shù)保持為奇數(shù)。報(bào)文的基本格式如圖的個(gè)數(shù)保持為奇數(shù)。報(bào)文的基本格式如圖9-12所示。所示。 圖9-13字節(jié)幀9.2.5 多控制器系統(tǒng)多控制器系統(tǒng)在在CAMACCAMAC系統(tǒng)，多個(gè)具有控制器功能的組件可并存于一個(gè)機(jī)系統(tǒng)，多個(gè)具有控制器功能的組件可并存于一個(gè)機(jī)箱中，共享箱中，共享CAMACCAMAC組件及相聯(lián)的外設(shè)，并能以一定的方式與組件及相聯(lián)的外設(shè)，并能以一定的方式與上位計(jì)算機(jī)發(fā)生聯(lián)系，如圖上位計(jì)算機(jī)發(fā)生聯(lián)系，如圖9-149-14所示。所示。 在圖在圖9-14中，計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)(13)通過(guò)機(jī)箱控制器或輔助機(jī)箱控通過(guò)

14、機(jī)箱控制器或輔助機(jī)箱控制器都能控制制器都能控制CAMAC數(shù)據(jù)路，進(jìn)行數(shù)據(jù)路操作。它們之?dāng)?shù)據(jù)路，進(jìn)行數(shù)據(jù)路操作。它們之間用輔助控制器總線連接，以完成數(shù)據(jù)路控制權(quán)的分配及間用輔助控制器總線連接，以完成數(shù)據(jù)路控制權(quán)的分配及信號(hào)信號(hào)N，L的傳遞。的傳遞。 圖9-14多控制器系統(tǒng)根據(jù)根據(jù)CAMAC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，占據(jù)機(jī)箱第標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，占據(jù)機(jī)箱第24和和25站的控制器能產(chǎn)生站的控制器能產(chǎn)生NAF命令及同步信號(hào)命令及同步信號(hào)S1，S2，并按命令完成，并按命令完成RW線上的數(shù)據(jù)傳遞以及接收線上的數(shù)據(jù)傳遞以及接收Q，X，L等狀態(tài)信號(hào)，稱為機(jī)箱控制等狀態(tài)信號(hào)，稱為機(jī)箱控制器或主控制器器或主控制器(cc)。當(dāng)一個(gè)機(jī)箱中

15、容納一個(gè)以上的控制源時(shí)，另一些控制源只能占用。當(dāng)一個(gè)機(jī)箱中容納一個(gè)以上的控制源時(shí)，另一些控制源只能占用l23普通站，這些控制器稱為輔助機(jī)箱控制器普通站，這些控制器稱為輔助機(jī)箱控制器(AC)，它也具有上述，它也具有上述CC同樣的功能。因同樣的功能。因A，F(xiàn)，R，W，S1，S2，Q，X是連接各站的母線，而是連接各站的母線，而N,L是第是第25站與其它站的專用線，這就站與其它站的專用線，這就產(chǎn)生了問(wèn)題：輔助控制器如何尋址各站？又如何接收產(chǎn)生了問(wèn)題：輔助控制器如何尋址各站？又如何接收L信號(hào)？當(dāng)兩個(gè)以上的控制器同時(shí)信號(hào)？當(dāng)兩個(gè)以上的控制器同時(shí)要求對(duì)數(shù)據(jù)路加以控制時(shí)又如何分配控制權(quán)等等。為此，在新標(biāo)準(zhǔn)中引

16、進(jìn)了第四條總線要求對(duì)數(shù)據(jù)路加以控制時(shí)又如何分配控制權(quán)等等。為此，在新標(biāo)準(zhǔn)中引進(jìn)了第四條總線輔助控制器總線輔助控制器總線(ACB)圖圖9-15是是ACB連接形式，表連接形式，表9-5是是ACB的結(jié)構(gòu)及用途。的結(jié)構(gòu)及用途。 輔助控制總線輔助控制總線(ACB) 圖9-15 CAMAC機(jī)箱中的多控制器(1) (1) 前面板輸入輸出信號(hào)前面板輸入輸出信號(hào) 一個(gè)機(jī)箱中的多控器必須在前面板上有一個(gè)機(jī)箱中的多控器必須在前面板上有3 3個(gè)個(gè)50CM50CM型同軸連接器，型同軸連接器，分別為請(qǐng)求分別為請(qǐng)求(RQ)(RQ)、準(zhǔn)入、準(zhǔn)入(GI(GI、及準(zhǔn)出、及準(zhǔn)出(GO)(GO)，用鏈狀連接方式與，用鏈狀連接方式與A

17、CBACB總總線配合以完成控制權(quán)的分配。線配合以完成控制權(quán)的分配。 請(qǐng)求請(qǐng)求 為獲得對(duì)機(jī)箱數(shù)據(jù)路的控制權(quán)，控制器為獲得對(duì)機(jī)箱數(shù)據(jù)路的控制權(quán)，控制器(CC(CC或或AC)AC)必須產(chǎn)生一個(gè)必須產(chǎn)生一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)在請(qǐng)求信號(hào)在ACBACB及前面板上同時(shí)輸出。及前面板上同時(shí)輸出。 準(zhǔn)入準(zhǔn)入請(qǐng)求信號(hào)作為具有最高控制權(quán)的控制器的準(zhǔn)入信號(hào)，以后各級(jí)的準(zhǔn)請(qǐng)求信號(hào)作為具有最高控制權(quán)的控制器的準(zhǔn)入信號(hào)，以后各級(jí)的準(zhǔn)入分別由前一級(jí)的準(zhǔn)出送入。當(dāng)控制器有請(qǐng)求，同時(shí)準(zhǔn)入為入分別由前一級(jí)的準(zhǔn)出送入。當(dāng)控制器有請(qǐng)求，同時(shí)準(zhǔn)入為1 1，即獲，即獲得對(duì)數(shù)據(jù)路的控制權(quán)并產(chǎn)生禁止請(qǐng)求信號(hào)。得對(duì)數(shù)據(jù)路的控制權(quán)并產(chǎn)生禁止請(qǐng)求信號(hào)。 準(zhǔn)出

18、準(zhǔn)出 得到準(zhǔn)入信號(hào)的控制器，如不存在請(qǐng)求則產(chǎn)生準(zhǔn)出為得到準(zhǔn)入信號(hào)的控制器，如不存在請(qǐng)求則產(chǎn)生準(zhǔn)出為1的信號(hào)。若的信號(hào)。若存在請(qǐng)求，準(zhǔn)出保持在存在請(qǐng)求，準(zhǔn)出保持在0態(tài)。態(tài)。 (2) ACB(2) ACB信號(hào)信號(hào) ACBACB總線通過(guò)各控制器后面板上的一個(gè)總線通過(guò)各控制器后面板上的一個(gè)4040芯接插件，將多個(gè)控制器芯接插件，將多個(gè)控制器聯(lián)系在一起。聯(lián)系在一起。 請(qǐng)求請(qǐng)求(RQ) (RQ) 請(qǐng)求線狀態(tài)為請(qǐng)求線狀態(tài)為1 1表示多控制器中存在對(duì)數(shù)據(jù)路進(jìn)行控制表示多控制器中存在對(duì)數(shù)據(jù)路進(jìn)行控制的請(qǐng)求。此線同時(shí)連接到各前面板的請(qǐng)求連接器上。的請(qǐng)求。此線同時(shí)連接到各前面板的請(qǐng)求連接器上。 禁止請(qǐng)求禁止請(qǐng)求(R

19、I) (RI) 當(dāng)一個(gè)控制器獲得對(duì)數(shù)據(jù)路的控制權(quán)后，必須建立當(dāng)一個(gè)控制器獲得對(duì)數(shù)據(jù)路的控制權(quán)后，必須建立禁止請(qǐng)求信號(hào)，禁止其它控制器的請(qǐng)求信號(hào)。禁止請(qǐng)求信號(hào)，禁止其它控制器的請(qǐng)求信號(hào)。 輔助控制器鎖定輔助控制器鎖定(ACL) ACL(ACL) ACL為不使用請(qǐng)求準(zhǔn)許方式的控制權(quán)轉(zhuǎn)移為不使用請(qǐng)求準(zhǔn)許方式的控制權(quán)轉(zhuǎn)移控制線。一個(gè)機(jī)箱只允許一個(gè)控制器控制線。一個(gè)機(jī)箱只允許一個(gè)控制器(CC(CC或或AC)AC)具有具有ACLACL輸出，當(dāng)輸出，當(dāng)ACLACL產(chǎn)產(chǎn)生時(shí)，其它控制器必須放棄數(shù)據(jù)路操作或及時(shí)完成數(shù)據(jù)路操作，交出生時(shí)，其它控制器必須放棄數(shù)據(jù)路操作或及時(shí)完成數(shù)據(jù)路操作，交出控制權(quán)?？刂茩?quán)。 N

20、N編碼信號(hào)編碼信號(hào)(EN1(EN1，2 2，4 4，8 8，16) 16) 具有控制權(quán)的具有控制權(quán)的AC將經(jīng)編碼的站號(hào)將經(jīng)編碼的站號(hào)EN信號(hào)傳遞給信號(hào)傳遞給CC，并經(jīng)，并經(jīng)CC以最大以最大100ns的延遲、譯碼，產(chǎn)生的延遲、譯碼，產(chǎn)生N(1)N(24)站號(hào)控制信號(hào)。站號(hào)控制信號(hào)。 LAMLAM信號(hào)信號(hào)(AL1(AL1AL24) CCAL24) CC將來(lái)自將來(lái)自1 12424站的站的LAMLAM信號(hào)經(jīng)信號(hào)經(jīng)ALAL線轉(zhuǎn)發(fā)給獲線轉(zhuǎn)發(fā)給獲得數(shù)據(jù)路控制權(quán)的輔助控制器得數(shù)據(jù)路控制權(quán)的輔助控制器 自由線備用。自由線備用。 9.3 VXI總線總線9.3.1 VXI系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)VXI系統(tǒng)由插件

21、、主機(jī)架及連接器組成。系統(tǒng)由插件、主機(jī)架及連接器組成。 9.3.2 VXI系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu) 在在VXI系統(tǒng)中，命令、數(shù)據(jù)、地址和其它信息都通過(guò)系統(tǒng)中，命令、數(shù)據(jù)、地址和其它信息都通過(guò)總線傳遞。按其功能，總線傳遞。按其功能，VXI系統(tǒng)的總線可分為系統(tǒng)的總線可分為8種，即種，即VME計(jì)算機(jī)總線，時(shí)鐘和同步總線，模件識(shí)別總線，觸計(jì)算機(jī)總線，時(shí)鐘和同步總線，模件識(shí)別總線，觸發(fā)總線，相加總線，本地總線，星形總線和電源總線。發(fā)總線，相加總線，本地總線，星形總線和電源總線。 圖9-18 VXIbus的P1，P2，P3連接器1.P1.P1 1連接器連接器 P1P1連接器上連接的總線可分為四組：數(shù)據(jù)

22、傳輸總連接器上連接的總線可分為四組：數(shù)據(jù)傳輸總線線(Data Transfer Bus(Data Transfer Bus，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為DTB)DTB)、DTBDTB仲裁總線仲裁總線(Data Transfer Bus Arbitration)(Data Transfer Bus Arbitration)、優(yōu)先中斷總線、優(yōu)先中斷總線(Priority Interrupt Bus)(Priority Interrupt Bus)和實(shí)用總線和實(shí)用總線(Utility Bus)(Utility Bus)。 （1 1）數(shù)據(jù)傳輸總線）數(shù)據(jù)傳輸總線 數(shù)據(jù)傳輸總線用于在數(shù)據(jù)傳輸總線用于在CPU板上的主模塊

23、板上的主模塊(MASTER)與存儲(chǔ)器板和輸入輸出板上的從模塊與存儲(chǔ)器板和輸入輸出板上的從模塊(SLAVE)之間傳之間傳送數(shù)據(jù)、地址及有關(guān)的控制信號(hào)，由主模塊起動(dòng)并控送數(shù)據(jù)、地址及有關(guān)的控制信號(hào)，由主模塊起動(dòng)并控制制DTB的數(shù)據(jù)傳送周期。與的數(shù)據(jù)傳送周期。與DTB有關(guān)的功能模塊除主有關(guān)的功能模塊除主模塊和從模塊外，還有定位監(jiān)控模塊和從模塊外，還有定位監(jiān)控(Location Monitor)模模塊和總線定時(shí)塊和總線定時(shí)(Bus Timer)模塊。模塊。 數(shù)據(jù)傳輸總線分為三類信號(hào)線：數(shù)據(jù)傳輸總線分為三類信號(hào)線： 尋址線尋址線 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 控制線控制線 A A0101：A A2323：( (地址地址

24、) D) D0000D D1515 AS ( AS (地址選通地址選通) ) AM AM0 0AMAM5 5 ( (地址修改地址修改) DS) DS0 0( (數(shù)據(jù)選通數(shù)據(jù)選通0)0) DS DS0 0 ( (數(shù)據(jù)選通數(shù)據(jù)選通0) DS0) DS1 1 ( (數(shù)據(jù)選通數(shù)據(jù)選通1)1) DS DS1 1 ( (數(shù)據(jù)選通數(shù)據(jù)選通1) BERR(1) BERR(總線錯(cuò)誤總線錯(cuò)誤) ) LWORD( LWORD(長(zhǎng)字長(zhǎng)字) DTACK() DTACK(數(shù)據(jù)傳送認(rèn)可數(shù)據(jù)傳送認(rèn)可) ) WRITE( WRITE(讀寫讀寫) )v 其中其中DS0、DS1是兩條雙功能線。尋址線全部由主模塊驅(qū)動(dòng)，對(duì)是兩條雙功能

25、線。尋址線全部由主模塊驅(qū)動(dòng)，對(duì)從模塊提供的存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址，尋址空間可達(dá)從模塊提供的存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址，尋址空間可達(dá)16兆字節(jié)。兆字節(jié)。v 16條數(shù)據(jù)線在一個(gè)條數(shù)據(jù)線在一個(gè)DTB周期內(nèi)可同時(shí)傳送周期內(nèi)可同時(shí)傳送12個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。v 主模板使用主模板使用A02A15線指定欲被傳送的線指定欲被傳送的2個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的地址，個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的地址，用用DS0, DS1，A01和和LWORD 4條線確定多種不同的數(shù)據(jù)傳送周期類型，條線確定多種不同的數(shù)據(jù)傳送周期類型，包括只傳送地址，單字節(jié)奇地址或偶地址數(shù)據(jù)傳送，雙字節(jié)數(shù)據(jù)傳包括只傳送地址，單字節(jié)奇地址或偶地址數(shù)據(jù)傳送，雙字節(jié)數(shù)據(jù)傳送，單、雙字節(jié)數(shù)據(jù)塊傳送

26、，單、雙字節(jié)送，單、雙字節(jié)數(shù)據(jù)塊傳送，單、雙字節(jié)RWM傳送以及非結(jié)盟式傳傳送以及非結(jié)盟式傳送等。送等。v 6條地址修改線（條地址修改線（AM0AM5）可提供）可提供64種地址修改碼，其中種地址修改碼，其中50種可以由用戶定義或保留，其余種可以由用戶定義或保留，其余14種用來(lái)通知從模板如下信息：種用來(lái)通知從模板如下信息： DTBDTB周期使用的地址是短地址（只使用周期使用的地址是短地址（只使用A A0202A A1515地址線），還地址線），還是標(biāo)準(zhǔn)地址（使用是標(biāo)準(zhǔn)地址（使用A A0202A A2323）或擴(kuò)展地址（）或擴(kuò)展地址（P2P2連接器中增加有連接器中增加有A A16163131，使地址

27、可尋址至，使地址可尋址至4G4G字節(jié)）；字節(jié)）； D D0000D D1515上進(jìn)行的是塊傳送，還是程序傳送或數(shù)據(jù)傳送；上進(jìn)行的是塊傳送，還是程序傳送或數(shù)據(jù)傳送； 所進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送是管理式的還是非特權(quán)式的。所進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送是管理式的還是非特權(quán)式的。 (2) DTB(2) DTB仲裁總線仲裁總線v VMEVME標(biāo)準(zhǔn)支持多處理器的分布式微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即多塊標(biāo)準(zhǔn)支持多處理器的分布式微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即多塊CPUCPU板同時(shí)存在于一個(gè)板同時(shí)存在于一個(gè)VMEVME系統(tǒng)中，并共享系統(tǒng)中的軟硬件資源。當(dāng)多系統(tǒng)中，并共享系統(tǒng)中的軟硬件資源。當(dāng)多個(gè)主模板申請(qǐng)個(gè)主模板申請(qǐng)DTBDTB的使用權(quán)時(shí)，由的使用權(quán)時(shí)，由V

28、MEVME的仲裁系統(tǒng)對(duì)這些申請(qǐng)進(jìn)行協(xié)的仲裁系統(tǒng)對(duì)這些申請(qǐng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。調(diào)。v 與與DTBDTB仲裁總線有關(guān)的功能模塊有系統(tǒng)控制板上的仲裁模塊仲裁總線有關(guān)的功能模塊有系統(tǒng)控制板上的仲裁模塊和各和各CPUCPU板上的請(qǐng)求模塊。仲裁總線包括：板上的請(qǐng)求模塊。仲裁總線包括：BCLRBCLR（總線清（總線清除）除）,BG,BGn nININ（總線允許輸入（總線允許輸入n n）,BBSY,BBSY（總線忙）（總線忙）,BG,BGn nOUTOUT（總線允許（總線允許輸出輸出n n）,BR,BRn n（總線請(qǐng)求（總線請(qǐng)求n n）。其中。其中 n=0n=0，1 1，2 2，3 3。v 四條總線請(qǐng)求線四條總線請(qǐng)求線

29、BRBR0 0BRBR3 3具有不同的優(yōu)先級(jí)，具有不同的優(yōu)先級(jí)，BRBR3 3最高，最高，BRBRO O最低。當(dāng)請(qǐng)求模塊所在板上的主模塊或中斷控制模塊要求使用最低。當(dāng)請(qǐng)求模塊所在板上的主模塊或中斷控制模塊要求使用DTBDTB時(shí)，請(qǐng)求模塊將驅(qū)動(dòng)時(shí)，請(qǐng)求模塊將驅(qū)動(dòng)BRBR中的一條線向仲裁模塊發(fā)出中的一條線向仲裁模塊發(fā)出DTBDTB請(qǐng)求信號(hào)。請(qǐng)求信號(hào)。收到請(qǐng)求信號(hào)后，仲裁模塊通過(guò)收到請(qǐng)求信號(hào)后，仲裁模塊通過(guò)4 4條連接成菊花鏈狀的總線允許線條連接成菊花鏈狀的總線允許線BGBGO OININBGBG3 3ININ和和BGBG0 0OUTOUTBGBG3 3OUTOUT，將仲裁結(jié)果通知被授權(quán)使用，將仲裁

30、結(jié)果通知被授權(quán)使用DTBDTB的的模塊。模塊。 (3) (3) 優(yōu)先中斷總線優(yōu)先中斷總線 優(yōu)先中斷總線供優(yōu)先中斷總線供VMEVME系統(tǒng)中的中斷模塊和中斷控制模塊間進(jìn)行中系統(tǒng)中的中斷模塊和中斷控制模塊間進(jìn)行中斷請(qǐng)求和中斷認(rèn)可操作用。斷請(qǐng)求和中斷認(rèn)可操作用。VMEVME支持兩種中斷子系統(tǒng)，即具有一個(gè)中支持兩種中斷子系統(tǒng)，即具有一個(gè)中斷控制模塊的單控制器系統(tǒng)和具有多個(gè)中斷控制模塊的分布式系統(tǒng)。斷控制模塊的單控制器系統(tǒng)和具有多個(gè)中斷控制模塊的分布式系統(tǒng)。與優(yōu)先中斷總線有關(guān)的功能模塊還有與優(yōu)先中斷總線有關(guān)的功能模塊還有IACKIACK菊花鏈驅(qū)動(dòng)模塊。優(yōu)先中菊花鏈驅(qū)動(dòng)模塊。優(yōu)先中斷總線包括：斷總線包括：I

31、RQIRQ1 1IRQIRQ7 7 ，IACK(IACK(中斷確認(rèn)中斷確認(rèn)) )，IACKINIACKIN1ACKOUT(1ACKOUT(中中斷認(rèn)可菊花鏈斷認(rèn)可菊花鏈) )。 中斷請(qǐng)求線具有不同的優(yōu)先級(jí)，中斷請(qǐng)求線具有不同的優(yōu)先級(jí)，IRQIRQ7 7最高，最高，IRQIRQ1 1最低。最低。圖9-19 中斷認(rèn)可菊花鏈結(jié)構(gòu)圖 (4) (4) 實(shí)用總線實(shí)用總線 實(shí)用總線為實(shí)用總線為VME系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)提供系統(tǒng)時(shí)鐘以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化和故障診斷等功能。實(shí)用總線包括：初始化和故障診斷等功能。實(shí)用總線包括：SYSCLK(系系統(tǒng)時(shí)鐘統(tǒng)時(shí)鐘)，ACFALL (交流故障交流故障)，SERC

32、LK(序列時(shí)鐘序列時(shí)鐘)，SYSRESET(系統(tǒng)復(fù)位系統(tǒng)復(fù)位)，SERDAT(序列數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù))，SYSFAIL(系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障)等。與實(shí)用總線有關(guān)的功能模塊，等。與實(shí)用總線有關(guān)的功能模塊，包括系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)模塊、序列時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)模塊和電源監(jiān)視包括系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)模塊、序列時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)模塊和電源監(jiān)視模塊，全部裝在模塊，全部裝在1號(hào)槽的系統(tǒng)控制板上。號(hào)槽的系統(tǒng)控制板上。 2. P2. P2 2連接器連接器P P2 2連接器總線包括各種電源引腳、連接器總線包括各種電源引腳、10MHz10MHz差分時(shí)鐘、差分時(shí)鐘、2 2條并列條并列ECLECL觸觸發(fā)線、發(fā)線、8 8條并行條并行TTLTTL觸發(fā)線、模塊識(shí)別線、觸

33、發(fā)線、模塊識(shí)別線、2424條本地總線、模擬相條本地總線、模擬相加線等。加線等。（1 1）CLKCLK1010CLKCLK1010是是10MHz10MHz系統(tǒng)時(shí)鐘。它源于系統(tǒng)時(shí)鐘。它源于0 0號(hào)槽并分配至號(hào)槽并分配至1 11212號(hào)槽的號(hào)槽的P2P2上。上。0 0號(hào)槽的輸出是差分號(hào)槽的輸出是差分ECLECL信號(hào)，經(jīng)背板緩沖后作為單源和單目標(biāo)差信號(hào)，經(jīng)背板緩沖后作為單源和單目標(biāo)差分分ECLECL信號(hào)分配至各模塊插槽。信號(hào)分配至各模塊插槽。CLKCLK1010在背板上是被單獨(dú)緩沖的。在背板上是被單獨(dú)緩沖的。（2 2）MODIDMODIDMODIDMODID為模塊識(shí)別總線，用來(lái)檢測(cè)槽中模塊的存在與否。

34、識(shí)別一特為模塊識(shí)別總線，用來(lái)檢測(cè)槽中模塊的存在與否。識(shí)別一特別器件的幾何位置別器件的幾何位置( (槽號(hào)槽號(hào)) )；用指示燈或其它方法顯示模塊的實(shí)際；用指示燈或其它方法顯示模塊的實(shí)際物理位置。物理位置。（3 3）TTLTTL觸發(fā)線觸發(fā)線TTLTRGTTLTRG線是集電極開路線是集電極開路TTLTTL觸發(fā)線，用于模塊間的通訊。觸發(fā)線，用于模塊間的通訊。VXIVXI標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了一些標(biāo)準(zhǔn)的配置方法，如同步中規(guī)定了一些標(biāo)準(zhǔn)的配置方法，如同步(SYNC)(SYNC)、半同步、半同步(SEMI(SEMISYNC)SYNC)、異步、異步(ASYNC)(ASYNC)和開始停止和開始停止(STST)(STST

35、)等協(xié)議。這些協(xié)議分別等協(xié)議。這些協(xié)議分別對(duì)觸發(fā)源和觸發(fā)接受者規(guī)定了定時(shí)要求。對(duì)觸發(fā)源和觸發(fā)接受者規(guī)定了定時(shí)要求。（4 4）ECLECL觸發(fā)線觸發(fā)線設(shè)置兩條設(shè)置兩條ECLTRGECLTRG線目的是作為模塊間的定時(shí)資源。它們以線目的是作為模塊間的定時(shí)資源。它們以VXIVXI總總線子系統(tǒng)背板的一段為通路，包括線子系統(tǒng)背板的一段為通路，包括0 0號(hào)槽在內(nèi)的任一模塊都可以號(hào)槽在內(nèi)的任一模塊都可以驅(qū)動(dòng)這兩條線或接收來(lái)自這兩條線上的信息。這兩條線是單端驅(qū)動(dòng)這兩條線或接收來(lái)自這兩條線上的信息。這兩條線是單端ECLECL的，系統(tǒng)阻抗為的，系統(tǒng)阻抗為5050，規(guī)定邏輯高為有效狀態(tài)。，規(guī)定邏輯高為有效狀態(tài)。（5

36、5）SUMBUSSUMBUSSUMBUSSUMBUS為相加總線，以為相加總線，以VXIVXI總線系統(tǒng)背板的一段印制電路為通路?？偩€系統(tǒng)背板的一段印制電路為通路。各模塊均可用一模擬電源驅(qū)動(dòng)該線，也可通過(guò)一高阻抗接收器，各模塊均可用一模擬電源驅(qū)動(dòng)該線，也可通過(guò)一高阻抗接收器，如高阻抗模擬緩沖放大器接收來(lái)自該總線的信息。相加總線的功如高阻抗模擬緩沖放大器接收來(lái)自該總線的信息。相加總線的功能之一是將來(lái)自各模擬的輸出疊加，合成復(fù)雜波形的信號(hào)。能之一是將來(lái)自各模擬的輸出疊加，合成復(fù)雜波形的信號(hào)。（6 6）LOCAL BUSLOCAL BUSLOCAL BUSLOCAL BUS為菊花鏈本地總線，其界限由相鄰

37、安裝的模塊確定。為菊花鏈本地總線，其界限由相鄰安裝的模塊確定。0 01212號(hào)槽均有本地總線，可傳輸幾種信號(hào)電平。各模塊均用面號(hào)槽均有本地總線，可傳輸幾種信號(hào)電平。各模塊均用面板上的機(jī)械鍵指示出在本地總線各邊可以無(wú)損壞的發(fā)出或接收的板上的機(jī)械鍵指示出在本地總線各邊可以無(wú)損壞的發(fā)出或接收的信號(hào)種類。信號(hào)種類。 3. P3. P3 3連接器連接器 為滿足更高性能儀器的需要，為滿足更高性能儀器的需要，VXIVXI總線標(biāo)準(zhǔn)還為總線標(biāo)準(zhǔn)還為D D尺寸的插件定義了尺寸的插件定義了連接器連接器P P3 3的全部引腳。在向的全部引腳。在向P P3 3傳送諸如高速時(shí)鐘和觸發(fā)路徑等系統(tǒng)資傳送諸如高速時(shí)鐘和觸發(fā)路徑

38、等系統(tǒng)資源方面，源方面，0 0號(hào)槽起著獨(dú)特的作用。在號(hào)槽起著獨(dú)特的作用。在P P3 3上特別增加了各種電源引腳、上特別增加了各種電源引腳、與與P P2 2中中10MHz10MHz時(shí)鐘同步的時(shí)鐘同步的100MHz100MHz差分時(shí)鐘輸出、差分時(shí)鐘輸出、10MHz10MHz時(shí)鐘沿選擇的同時(shí)鐘沿選擇的同步信號(hào)、步信號(hào)、4 4條條ECLECL觸發(fā)線、觸發(fā)線、2424條本地總線及供各模塊之間互相定時(shí)的條本地總線及供各模塊之間互相定時(shí)的星形觸發(fā)線等。星形觸發(fā)線等。 （1 1）CLKCLK100100 CLK CLK100100是是100MHz100MHz系統(tǒng)時(shí)鐘。它源于系統(tǒng)時(shí)鐘。它源于0 0號(hào)槽并分配至號(hào)

39、槽并分配至1 11212號(hào)槽的號(hào)槽的P P3 3上。上。0 0號(hào)槽號(hào)槽CLKCLK100100輸出的是差分輸出的是差分ECLECL，在背板上被緩沖后，作為單源和單目，在背板上被緩沖后，作為單源和單目標(biāo)差分標(biāo)差分ECLECL信號(hào)，分配至各模塊插槽。信號(hào)，分配至各模塊插槽。 （2 2）SYNC100 SYNC100 SYNC SYNC100100為同步信號(hào)線，用來(lái)使多個(gè)器件與給定的為同步信號(hào)線，用來(lái)使多個(gè)器件與給定的CLKCLK100100的上升沿同的上升沿同步。步。SYNCSYNC100100信號(hào)由信號(hào)由0 0號(hào)槽分配到號(hào)槽分配到1 11212號(hào)槽，每個(gè)槽均有單獨(dú)的背板號(hào)槽，每個(gè)槽均有單獨(dú)的背板

40、緩沖器。具有緩沖器。具有SYNCSYNC100100功能的功能的0 0號(hào)槽模塊，可提供一將外部事件同步至號(hào)槽模塊，可提供一將外部事件同步至CLKCLK100100的判優(yōu)器，并滿足對(duì)的判優(yōu)器，并滿足對(duì)SYNCSYNC信號(hào)所保證的建立和保持時(shí)間，以保信號(hào)所保證的建立和保持時(shí)間，以保證所有被作用的模塊在同一證所有被作用的模塊在同一CLKCLK100100時(shí)鐘沿上被觸發(fā)。時(shí)鐘沿上被觸發(fā)。SYNCSYNC100100為為10ns10ns的的脈沖，可由任何類型的外部或內(nèi)部事件觸發(fā)。脈沖，可由任何類型的外部或內(nèi)部事件觸發(fā)。（3 3）STARXSTARX和和STARYSTARY星形觸發(fā)線星形觸發(fā)線STARXS

41、TARX和和STARYSTARY用于模塊間的異步通信。用于模塊間的異步通信。0 0號(hào)槽可提供號(hào)槽可提供一交叉矩陣開關(guān)，可編程確定任意兩條一交叉矩陣開關(guān)，可編程確定任意兩條STARXSTARX或或STARYSTARY線之間的線之間的信號(hào)路徑或?qū)⒃谝粭l信號(hào)路徑或?qū)⒃谝粭lSTARSTAR線上接收的信號(hào)廣播至一組線上接收的信號(hào)廣播至一組STARSTAR線上。線上。為增加靈活性，為增加靈活性，STARSTAR線是雙向的。線是雙向的。（4 4）ECLTRGECLTRG功能上與功能上與P P2 2連接器中的連接器中的ECLTRGECLTRG相同，并滿足同樣的規(guī)定。相同，并滿足同樣的規(guī)定。（5 5）LBUSL

42、BUS功能上也與功能上也與P P2 2連接器中的連接器中的LBUSLBUS相同，并滿足同樣的規(guī)定。相同，并滿足同樣的規(guī)定。除上述總線外，在除上述總線外，在P3連接器上也有保留引腳連接器上也有保留引腳RSV。 9.3.3 VXI總線器件及通信協(xié)議總線器件及通信協(xié)議1 1 VXIVXI總線器件分類總線器件分類v 組成組成VXIVXI系統(tǒng)的基本邏輯單元稱為器件。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)器件占據(jù)系統(tǒng)的基本邏輯單元稱為器件。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)器件占據(jù)一個(gè)一個(gè)VXIVXI總線插件，但也允許在一個(gè)插件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)器件或者一個(gè)器件總線插件，但也允許在一個(gè)插件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)器件或者一個(gè)器件占據(jù)多個(gè)插件。計(jì)算機(jī)、數(shù)字多用表、多路開關(guān)

43、、信號(hào)發(fā)生器、人機(jī)占據(jù)多個(gè)插件。計(jì)算機(jī)、數(shù)字多用表、多路開關(guān)、信號(hào)發(fā)生器、人機(jī)接口和計(jì)數(shù)器等都可作為器件存在于接口和計(jì)數(shù)器等都可作為器件存在于VXIVXI總線系統(tǒng)中?？偩€系統(tǒng)中。v VXI總線器件根據(jù)它們所支持的通信協(xié)議分為四級(jí)，如圖總線器件根據(jù)它們所支持的通信協(xié)議分為四級(jí)，如圖9-20所示。所示。 圖9-20 VXI總線器件分類2. VXI2. VXI總線器件通信協(xié)議總線器件通信協(xié)議vVXIVXI總線中參與通信的單元包括基于寄存器的從者、基于消息的總線中參與通信的單元包括基于寄存器的從者、基于消息的從者和基于消息的命令者。從者和基于消息的命令者。v基于寄存器的從者是指基于寄存器的器件的通信單

44、元。這類器件基于寄存器的從者是指基于寄存器的器件的通信單元。這類器件的通信協(xié)議在的通信協(xié)議在VXIVXI標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有定義，即基于寄存器的從者不支持標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有定義，即基于寄存器的從者不支持VXIVXI總線的任何通信協(xié)議?？刂苹诩拇嫫鞯钠骷膮f(xié)議完全取決于器總線的任何通信協(xié)議?？刂苹诩拇嫫鞯钠骷膮f(xié)議完全取決于器件。這類器件的設(shè)計(jì)者可隨意規(guī)定寄存器間的配合和正常操作所需件。這類器件的設(shè)計(jì)者可隨意規(guī)定寄存器間的配合和正常操作所需的控制協(xié)議。的控制協(xié)議。v基于消息的從者通常具有獨(dú)立執(zhí)行復(fù)雜命令的能力，并可控制分基于消息的從者通常具有獨(dú)立執(zhí)行復(fù)雜命令的能力，并可控制分層儀器系統(tǒng)中的其它器件。基于消息的

45、命令者是基于消息的器件對(duì)層儀器系統(tǒng)中的其它器件?；谙⒌拿钫呤腔谙⒌钠骷?duì)其它器件進(jìn)行控制的接口?；谙⒌膹恼吆兔钫叨际褂闷渌骷M(jìn)行控制的接口。基于消息的從者和命令者都使用VXIVXI總總線基于消息的器件協(xié)議進(jìn)行通信。線基于消息的器件協(xié)議進(jìn)行通信。v命令者與從者之間進(jìn)行通信的協(xié)議，涉及到從者的協(xié)議寄存器、命令者與從者之間進(jìn)行通信的協(xié)議，涉及到從者的協(xié)議寄存器、響應(yīng)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。最簡(jiǎn)單的通信是使用數(shù)據(jù)寄存器和響應(yīng)響應(yīng)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。最簡(jiǎn)單的通信是使用數(shù)據(jù)寄存器和響應(yīng)寄存器，以字串行方式傳送數(shù)據(jù)。所有基于消息的器件都能執(zhí)行這寄存器，以字串行方式傳送數(shù)據(jù)。所有基于消息的器件都

46、能執(zhí)行這種協(xié)議，是為基于消息的器件定義的最基本的通信方式，在硬件和種協(xié)議，是為基于消息的器件定義的最基本的通信方式，在硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)上也很簡(jiǎn)單，而且還能為完成系統(tǒng)任務(wù)提供所需要的通軟件的實(shí)現(xiàn)上也很簡(jiǎn)單，而且還能為完成系統(tǒng)任務(wù)提供所需要的通信能力。信能力。v由字串行協(xié)議確定的基于消息的器件之間的通信也依賴于器件的由字串行協(xié)議確定的基于消息的器件之間的通信也依賴于器件的性能。這種通信可發(fā)展到更高級(jí)別的協(xié)議，如共享存儲(chǔ)器協(xié)議。命性能。這種通信可發(fā)展到更高級(jí)別的協(xié)議，如共享存儲(chǔ)器協(xié)議。命令者用讀協(xié)議命令來(lái)確定從者可以支持哪些較高性能的協(xié)議。協(xié)議令者用讀協(xié)議命令來(lái)確定從者可以支持哪些較高性能的協(xié)議。協(xié)

47、議規(guī)定所有基于消息的器件都應(yīng)執(zhí)行讀協(xié)議命令。規(guī)定所有基于消息的器件都應(yīng)執(zhí)行讀協(xié)議命令。 (1) (1) 字串行協(xié)議字串行協(xié)議字串行協(xié)議是指數(shù)據(jù)以串行方式向某一固定地址傳送的通信協(xié)議，如讀字串行協(xié)議是指數(shù)據(jù)以串行方式向某一固定地址傳送的通信協(xié)議，如讀寫從者的數(shù)據(jù)寄存器。這種協(xié)議以通用的全雙工寫從者的數(shù)據(jù)寄存器。這種協(xié)議以通用的全雙工UART(UART(通用異步接收發(fā)通用異步接收發(fā)送器送器) )為基礎(chǔ)。讀寫是相互獨(dú)立的，用雙向的數(shù)據(jù)和響應(yīng)寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為基礎(chǔ)。讀寫是相互獨(dú)立的，用雙向的數(shù)據(jù)和響應(yīng)寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。除非事先有命令規(guī)定寫入的是數(shù)據(jù)，每次寫入數(shù)據(jù)寄存器的信息都被認(rèn)除非事先有命令規(guī)定寫入的是數(shù)

48、據(jù)，每次寫入數(shù)據(jù)寄存器的信息都被認(rèn)為是命令。在連續(xù)寫入命令的過(guò)程中，可以嵌入數(shù)據(jù)，或者傳送需要支為是命令。在連續(xù)寫入命令的過(guò)程中，可以嵌入數(shù)據(jù)，或者傳送需要支持的數(shù)據(jù)，這種命令數(shù)據(jù)序列通常不能中斷。持的數(shù)據(jù)，這種命令數(shù)據(jù)序列通常不能中斷。數(shù)據(jù)傳送的進(jìn)程由響應(yīng)寄存器中的位來(lái)確定。僅當(dāng)響應(yīng)寄存器中寫準(zhǔn)備數(shù)據(jù)傳送的進(jìn)程由響應(yīng)寄存器中的位來(lái)確定。僅當(dāng)響應(yīng)寄存器中寫準(zhǔn)備位置位置1 1時(shí)，方可將數(shù)據(jù)寫入寫數(shù)據(jù)寄存器中。寫入后，寫準(zhǔn)備位清零，直時(shí)，方可將數(shù)據(jù)寫入寫數(shù)據(jù)寄存器中。寫入后，寫準(zhǔn)備位清零，直到從者收到數(shù)據(jù)為止。同樣，僅當(dāng)響應(yīng)寄存器中讀準(zhǔn)備位置到從者收到數(shù)據(jù)為止。同樣，僅當(dāng)響應(yīng)寄存器中讀準(zhǔn)備位置1

49、1時(shí)，方可從時(shí)，方可從讀數(shù)據(jù)寄存器中讀取有效數(shù)據(jù)，讀取后，讀準(zhǔn)備位清零，直至從者在讀讀數(shù)據(jù)寄存器中讀取有效數(shù)據(jù)，讀取后，讀準(zhǔn)備位清零，直至從者在讀數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)置了另一字為止。在大多數(shù)情況下，從者只有在響應(yīng)一數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)置了另一字為止。在大多數(shù)情況下，從者只有在響應(yīng)一命令之后，才能將數(shù)據(jù)送到讀數(shù)據(jù)寄存器中。它的命令者讀到這一數(shù)據(jù)命令之后，才能將數(shù)據(jù)送到讀數(shù)據(jù)寄存器中。它的命令者讀到這一數(shù)據(jù)后，便可發(fā)出要求輸出更多數(shù)據(jù)的命令，因而不要求從者保持輸出排隊(duì)后，便可發(fā)出要求輸出更多數(shù)據(jù)的命令，因而不要求從者保持輸出排隊(duì)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。字串行協(xié)議共定義了三種形式的串行通信，即：字串行字串行協(xié)議共定義了三種

50、形式的串行通信，即：字串行(16位位)，長(zhǎng)字串，長(zhǎng)字串行行(32位位)，以及擴(kuò)展長(zhǎng)字串行，以及擴(kuò)展長(zhǎng)字串行(48位位)。對(duì)長(zhǎng)字和擴(kuò)展長(zhǎng)字串行協(xié)議的支持。對(duì)長(zhǎng)字和擴(kuò)展長(zhǎng)字串行協(xié)議的支持是任選的。傳送數(shù)據(jù)時(shí)，這三種協(xié)議可混合使用。是任選的。傳送數(shù)據(jù)時(shí)，這三種協(xié)議可混合使用。 (2) 快速握手傳送快速握手傳送握手方式分正常傳送方式和快速握手方式。字串行協(xié)議用這兩種握手方式分正常傳送方式和快速握手方式。字串行協(xié)議用這兩種方式之一來(lái)傳送數(shù)據(jù)。如前所述，正常傳送方式是用從者的讀準(zhǔn)備方式之一來(lái)傳送數(shù)據(jù)。如前所述，正常傳送方式是用從者的讀準(zhǔn)備位和寫準(zhǔn)備位來(lái)使數(shù)據(jù)同步傳送，而快速握手方式則是用從者的位和寫準(zhǔn)備位

51、來(lái)使數(shù)據(jù)同步傳送，而快速握手方式則是用從者的DTACK(數(shù)據(jù)傳送認(rèn)可數(shù)據(jù)傳送認(rèn)可)和和BERR(總線錯(cuò)誤總線錯(cuò)誤)信號(hào)線來(lái)保證適當(dāng)?shù)耐盘?hào)線來(lái)保證適當(dāng)?shù)耐?。在這種方式下，從者在每次步。在這種方式下，從者在每次VME總線傳送中等待讀或?qū)憸?zhǔn)備好總線傳送中等待讀或?qū)憸?zhǔn)備好條件，最多可持續(xù)條件，最多可持續(xù)20us。如在這段時(shí)間內(nèi)，相應(yīng)準(zhǔn)備好條件為真，。如在這段時(shí)間內(nèi)，相應(yīng)準(zhǔn)備好條件為真，則從者置則從者置DTACK線有效，完成這次數(shù)據(jù)傳送；否則從者置線有效，完成這次數(shù)據(jù)傳送；否則從者置BERR有有效，指出總線錯(cuò)誤。效，指出總線錯(cuò)誤。基于消息的從者即使處于快速握手方式時(shí)，也可支持正常傳送方基于消息的從者

52、即使處于快速握手方式時(shí)，也可支持正常傳送方式。從者用其協(xié)議寄存器中的式。從者用其協(xié)議寄存器中的FHS(快速握手快速握手)位來(lái)表示對(duì)快速握手位來(lái)表示對(duì)快速握手方式的支持；用響應(yīng)寄存器中的方式的支持；用響應(yīng)寄存器中的FHS Active(快速握手作用快速握手作用)位來(lái)表示位來(lái)表示快速握手當(dāng)前的狀態(tài)。位的含義如表快速握手當(dāng)前的狀態(tài)。位的含義如表9-6所示。所示。從者可通過(guò)清零從者可通過(guò)清零FHSActive位來(lái)啟動(dòng)快速握手方式。在數(shù)據(jù)傳送過(guò)位來(lái)啟動(dòng)快速握手方式。在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，如從者不能在程中，如從者不能在20us內(nèi)完成快速握手傳送，則它須置內(nèi)完成快速握手傳送，則它須置BERR線線有效來(lái)終止這種傳

53、送。這時(shí)，從者可將其有效來(lái)終止這種傳送。這時(shí)，從者可將其FHSActive位置位置1，以正常，以正常方式傳送數(shù)據(jù)，直至讀寫準(zhǔn)備好后，再恢復(fù)快速握手傳送。方式傳送數(shù)據(jù)，直至讀寫準(zhǔn)備好后，再恢復(fù)快速握手傳送。 (3) (3) 字節(jié)傳送協(xié)議字節(jié)傳送協(xié)議字節(jié)傳送協(xié)議是命令者與其從者之間進(jìn)行字節(jié)傳送協(xié)議是命令者與其從者之間進(jìn)行8 8位數(shù)據(jù)傳送位數(shù)據(jù)傳送的方法。使用的命令為字串行字節(jié)可用和字節(jié)請(qǐng)求。前的方法。使用的命令為字串行字節(jié)可用和字節(jié)請(qǐng)求。前者用來(lái)傳送命令者到從者的數(shù)據(jù)，后者用來(lái)傳送從者到者用來(lái)傳送命令者到從者的數(shù)據(jù)，后者用來(lái)傳送從者到命令者的數(shù)據(jù)。用從者響應(yīng)寄存器中的命令者的數(shù)據(jù)。用從者響應(yīng)寄存器

54、中的DIR(DIR(數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備備) )位和位和DOR(DOR(數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備) )位來(lái)調(diào)整數(shù)據(jù)的流動(dòng)。當(dāng)基位來(lái)調(diào)整數(shù)據(jù)的流動(dòng)。當(dāng)基于消息的器件不準(zhǔn)備處理上述兩條命令時(shí)，它須對(duì)其響于消息的器件不準(zhǔn)備處理上述兩條命令時(shí)，它須對(duì)其響應(yīng)寄存器應(yīng)寄存器DIRDIR和和DORDOR位清零，即命令者不能發(fā)送上述兩條位清零，即命令者不能發(fā)送上述兩條命令給命令給DIRDIR和和DORDOR位為零的從者。位為零的從者。(4) (4) 出錯(cuò)處理出錯(cuò)處理基于消息的器件用統(tǒng)一的方法來(lái)報(bào)告字串行協(xié)議錯(cuò)誤，基于消息的器件用統(tǒng)一的方法來(lái)報(bào)告字串行協(xié)議錯(cuò)誤，較高一級(jí)的錯(cuò)誤用較高級(jí)的形式反應(yīng)出來(lái)，通常作為對(duì)

55、較高一級(jí)的錯(cuò)誤用較高級(jí)的形式反應(yīng)出來(lái)，通常作為對(duì)命令的狀態(tài)響應(yīng)。命令的狀態(tài)響應(yīng)。字串行協(xié)議錯(cuò)誤有字串行協(xié)議錯(cuò)誤有6 6種：非支持命令種：非支持命令(Unsupported (Unsupported Command)Command)，多級(jí)詢問(wèn)，多級(jí)詢問(wèn)，DIRDIR違章違章(DIR Violation)(DIR Violation)，DORDOR違章違章(DOR Violation)(DOR Violation)，寫準(zhǔn)備違章，寫準(zhǔn)備違章(Write Ready (Write Ready Violation)Violation)，讀準(zhǔn)備違章，讀準(zhǔn)備違章(Read Ready Violation)(

56、Read Ready Violation)等等9.3.4 VXI總線儀器協(xié)議總線儀器協(xié)議VXI總線儀器是總線儀器是種基于消息的器件，并能支持種基于消息的器件，并能支持VXI總線字總線字串行通信協(xié)議。供串行通信協(xié)議。供VXI總線儀器通信用的內(nèi)存命令和事件總線儀器通信用的內(nèi)存命令和事件如圖如圖9-21所示。表給出的是儀器協(xié)議命令。所示。表給出的是儀器協(xié)議命令。 1 1從命令者到儀器的數(shù)據(jù)傳輸從命令者到儀器的數(shù)據(jù)傳輸字節(jié)可用命令常用于向字節(jié)可用命令常用于向VXI總線儀器發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)總線儀器發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)(DAB)。該命令包含一個(gè)作為一條消息的結(jié)束標(biāo)志的該命令包含一個(gè)作為一條消息的結(jié)束標(biāo)志的END位。所

57、位。所有的有的VXI總線儀器都支持字節(jié)可用命令，并符合字節(jié)傳總線儀器都支持字節(jié)可用命令，并符合字節(jié)傳送協(xié)議。送協(xié)議。2 2從儀器到命令者的數(shù)據(jù)傳輸從儀器到命令者的數(shù)據(jù)傳輸從儀器到命令者的數(shù)據(jù)傳輸，是由命令者發(fā)送字節(jié)請(qǐng)求從儀器到命令者的數(shù)據(jù)傳輸，是由命令者發(fā)送字節(jié)請(qǐng)求命令到命令到VXI總線儀器開始的。儀器通過(guò)使數(shù)據(jù)寄存器中總線儀器開始的。儀器通過(guò)使數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)字節(jié)可用，來(lái)對(duì)這個(gè)命令進(jìn)行響應(yīng)。返回到命令的數(shù)據(jù)字節(jié)可用，來(lái)對(duì)這個(gè)命令進(jìn)行響應(yīng)。返回到命令者的數(shù)據(jù)中也包含了一個(gè)作為一條消息結(jié)束標(biāo)志的者的數(shù)據(jù)中也包含了一個(gè)作為一條消息結(jié)束標(biāo)志的END位。所有的位。所有的VXI總線儀器都支持字節(jié)請(qǐng)求命

58、令，并符合總線儀器都支持字節(jié)請(qǐng)求命令，并符合字節(jié)傳送協(xié)議。字節(jié)傳送協(xié)議。 3 3清除清除VXIVXI總線儀器總線儀器當(dāng)當(dāng)VXIVXI總線儀器收到清除命令時(shí)，應(yīng)按下面的規(guī)則來(lái)總線儀器收到清除命令時(shí)，應(yīng)按下面的規(guī)則來(lái)響應(yīng)，并執(zhí)行：響應(yīng)，并執(zhí)行： 清除儀器的輸入緩沖器清除儀器的輸入緩沖器(D1R)(D1R)； 清除儀器的輸出序列清除儀器的輸出序列( (如適當(dāng)，清除如適當(dāng)，清除DOR)DOR)； 準(zhǔn)備好執(zhí)行新的命令。準(zhǔn)備好執(zhí)行新的命令。4 4觸發(fā)儀器觸發(fā)儀器所有支持觸發(fā)功能的所有支持觸發(fā)功能的VXI總線儀器都應(yīng)能被觸發(fā)命令總線儀器都應(yīng)能被觸發(fā)命令所觸發(fā)。當(dāng)所觸發(fā)。當(dāng)VXI總線儀器沒(méi)有做好處理觸發(fā)命令的

59、準(zhǔn)總線儀器沒(méi)有做好處理觸發(fā)命令的準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)將其響應(yīng)寄存器中的備時(shí)，應(yīng)將其響應(yīng)寄存器中的DIR位置位置0；當(dāng)；當(dāng)VXI總線總線儀器已做好處理觸發(fā)命令的準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)將其響應(yīng)寄存儀器已做好處理觸發(fā)命令的準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)將其響應(yīng)寄存器中的器中的DIR位置位置1。 5 5本地封鎖本地封鎖如果命令者希望從者不執(zhí)行本地源發(fā)出的命令時(shí)，它如果命令者希望從者不執(zhí)行本地源發(fā)出的命令時(shí)，它可向從者發(fā)出置封鎖命令。當(dāng)命令者希望器件脫離封可向從者發(fā)出置封鎖命令。當(dāng)命令者希望器件脫離封鎖狀態(tài)，則發(fā)出清除封鎖命令。鎖狀態(tài)，則發(fā)出清除封鎖命令。6 6SRQSRQ操作操作在接口上，當(dāng)器件需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，可向其命令者發(fā)在接口上，當(dāng)器件需

60、要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，可向其命令者發(fā)出請(qǐng)求為真事件。這個(gè)事件以中斷響應(yīng)字的事件形成出請(qǐng)求為真事件。這個(gè)事件以中斷響應(yīng)字的事件形成或作為信號(hào)被發(fā)送。如果對(duì)服務(wù)的需要被撤銷，則已或作為信號(hào)被發(fā)送。如果對(duì)服務(wù)的需要被撤銷，則已發(fā)出請(qǐng)求為真事件的器件應(yīng)再發(fā)出請(qǐng)求為假事件。請(qǐng)發(fā)出請(qǐng)求為真事件的器件應(yīng)再發(fā)出請(qǐng)求為假事件。請(qǐng)求為假事件的發(fā)送方式與請(qǐng)求為真事件的發(fā)送方式類求為假事件的發(fā)送方式與請(qǐng)求為真事件的發(fā)送方式類似。似。7 7SPOLLSPOLL操作操作VXI總線儀器可以執(zhí)行讀總線儀器可以執(zhí)行讀STB命令。執(zhí)行讀命令。執(zhí)行讀STB命令的命令的VXI總線儀器通過(guò)發(fā)送一位信號(hào)，即儀器響應(yīng)位的第六總線儀器通過(guò)發(fā)送一位信