电子科技大学：《虚拟仪器技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第7章 虚拟仪器系统集成的总线技术

《虚拟仪器技术》 7虚拟仪器系统集成的总线技术 7.1总线的概述 7.2GPIB总线 7.3VXI总线 7.4 PXI总线 7.5网络化总线技术 第1页

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《虛拟仪器技术》 71总线的概述 总线的定义和分类 1.总线的定义 总线是连接有若干设备并进行信号传送的一条信号线 或一组信号线,或者说,总路线是实现将信号从一个源或 多个源传送至一个目的地或多个目的地的一条或多条导线。 总线就是一种符合某些标准的通信连接线路及其接 口的总称。“公用”和“标准”是总线的两大特点。 第2页

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《虛拟仪器技术》 2.总线的分类 常见的分类法及类型如下: 按其传送数据的方式分,可分为串行总线和并行总线; ·按应用层次分,可分为片内总线、片间(板内)总线、 内部(模板、机箱)总线、外部(设备互连)总线、现场 总线及网络总线等 ·按总线的作用域分,可分为全局总线和本地总线( Local Bus) 按标准化程度分,可分为标准总线和非标准化(专用) 总线; 按总线传送的信息种类分,可分为地址总线、数据总线 控制总线、电源总线、模拟信号总线及标准信号总线等。 按用途分,可分为计算机总线、测控总线和外设总线 第3页

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《虛拟仪器技术》 内部总线和外部总线 √(1)片内总线 每片比较复杂的集成电路芯片内部都含有数万个元部件 这些元部件采用总线结构互连在一起,这一级的总线由于 在芯片内被称为片内总线。 (2)片间总线 片间总路线是指在模板上的各芯片之间的连接总线,用于 芯片一级的互连。 (3)内总线(模块总线) 内总线又称为模块总线,指模块式仪器机箱内的底板总线 用来实现系统机箱中各种功能模块之间的互连,并构成测 控系统。 (4)外总线 计算机与外围设备之间,计算机与控制设备之间,计算机 机与计算机之间的相互关系,从物理形体上看,它们属芋 不同的物理形体。 第4页

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《虚拟仪器救术》 2)并行总线与串行总线 √(1)并行传送方式在数据传输时,如果一个数据编码字 符的所有各位都并排传输,同时发送,又同时被接收,则 将这种传送方式称为并行传送方式。 √2)串行传送方式在数据传输时,如果一个数据编码字符 的各位不是同时发送,而是按一定顺序,一位接着一位在 信道中被发送与接收,则称之为串行传送方式。 第5页

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《虛拟仪器技术》 总线标准与标准总线 1.总线标准 为了充分发挥总线的作用,每个总线标准都必须具有 具体和明确的规范说明,通常包括如下几个方面的技术规 范或特性 (1)机械特性 (2)电气特性 (3)功能特性 (4)过程特性 第6页

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《虛拟仪器技术》 2.标准总线 1)标准总线的产生 标准总线的产生通常有以下两中途径: ①某计算机制造厂家(或公司)在研制本公司的微机系统时 所采用的一种总线,由于其性能优越,得到用户普遍接受, 逐渐形成一种被业界广泛支持和承认的事实上的总线标准。 ②在国际标准组织或机构主持下开发和制定的总线标准,公 布后由厂家和用户使用。 √2)采用标准总线的优点 ①具有开放性,简化系统设计;简化系统结构,提高系统可 靠性; ②具有互换性,便于系统的扩展和更新;能得到多家厂商的 支持,便于生产和维修,经济性好。 第7页

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《虚拟仪器救术》 测控总线 1.测控总线的类型 1)测控机箱底板总线(内总线) 测控机箱底板总线是指组成测控系统各种机箱的底板总线。 2)测控机箱与计算机互连总线(外总线) 测控机箱与计算机互连总线是指连接测控机箱(或机柜) 和计算机的总线,这些测控机箱(或机柜)是独立于计算 机的,互连总线的连接组成计算机控制的测控系统或测控 网络。 第8页

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《虚拟仪器救术》 (1)串行总线 串行总线通常是指按位串行传送数据的通路。 (2)并行总线 并行传输优于串行传输的主要特征在于它为CPU与外部 设备之间的信息传输提供了类似于访问存储器的工作方式, 通过并行输入输出端口与外部设备进行信息交换,具有 较高的速率和简单的协议。 3)现场总线 所谓现场总线,是指计算机网络与生产过程专用网络或工 业控制网络,以及与生产现场基层的自动化设备之间传送 信息的公共通路 第9页

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《虛拟仪器技术》 测控总线的发展趋势为: ①在机箱底板总线中,VXI总线 Compact PCI和PX总线 代表着这类总线当前的水平,相应产品正在迅速发展之中; ②在互连总线中,低速系统中GPIB总线使用的时间很长 了,MX总线将作为VX机箱与计算机的标准总线;串行 总线,如USB总线、IEE1394总线等,在传输速率上取 得了重要突破,且价格便宜,有可能逐步代替现有的其他 并行或串行互连总线,并成为测量和仪器网络总线之 ③观场总线将进一步融合网络新技术,朝着开放统一的方 向发展。 第10页

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