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总线综述

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综述·总线的发展历史摘要在计算机系统中，各个功能部件都通过总线来交换数据，总线的速度对系统的性能有着极大的影响。

总线是计算机系统中各个部件之间传输各种信息的公共通路，是一组进行互连和传输信息（指令，数据和地址）的信号线。

关键字分类外围接口总线发展历史和连接结构内容1总线按用途可分为四类信号线：①数据／地址分时复用线：分别决定传输数据的宽度和直接寻址的范围。

②控制、中断和时序信号线：决定总线功能的强弱及适应性的好坏。

③电源线、地线：决定电源的种类和地线的分布与用法。

④备用线：厂家或用户用作性能扩充或特殊要求的信号线。

2 微机总线按功能和规范可分为三类信号线：①片总线：又称元件级总线，位于芯片内部，把各种不同元件连接在一起构成不同功能插件的所有信号线或连接线，如CPU内部寄存器与ALU之间的通路。

②内部总线：又称系统总线、板级总线，位于设备内部各插件板之间的连接通路，用来连接CPU、内存和I/O接口电路的信号线。

③外部总线：又称通信总线、设备级总线，位于机箱或板卡外部，是用来连接计算机系统的两个主要部件的通路，如主板与键盘、显示器、硬盘等设备之间的通路。

3不论哪一类总线又分为三种总线：①数据总线：用来传输数据信号的三态控制（总线逻辑电路的输出电平的三种状态，逻辑0、逻辑1、高阻）双向总线。

CPU内部数据总线的宽度（位数）决定了CPU处理数据的能力；CPU外部数据总线（系统总线）的宽度决定了CPU与外界传输数据的能力。

②地址总线：只由CPU发出存储器单元地址或I/O端口地址时所使用的三态控制单向总线，其宽度（位数）决定了CPU访问存储器或外设的能力。

③控制总线：为协调微机各部件同步动作而传输各种命令信号的三态控制单/双向总线，没有位数。

4按主板总线（扩展槽）的发展历史和连接结构，可分为以下6种类型。

⑴ PC总线：用于以8088为CPU的IBM PC/XT机，又称XT总线；总线工作频率4.77MHz；总线宽度8位；数据传输速率2.38MBPS；扩展槽有62个引脚（线）；把CPU视为总线的唯一主控设备来传输数据。

⑵ ISA（工业标准体系结构总线）：用于以80286为CPU的IBM PC/AT机，又称AT总线；总线宽度16位，兼容8或16位插卡；总线频率8MHz；数据传输率8MBPS；扩展槽为（62＋36）线；打破了总线与CPU的同步关系而可单独使用；加强了中断处理和DMA（直接存储器存取）传输能力。

⑶ MCA（微通道结构总线）：用于IBM PS/2机，非开放性、与ISA不兼容的总线；总线宽度32位；总线频率10MHz；数据传输率40MBPS；扩展槽140线；采用总线主控技术，总线传输控制主要由总线控制芯片管理；可支持16个总线主控制器，各设备传输数据时由总线控制器按优先次序安排；加强了芯片组在主板上的地位。

⑷ EISA（扩展型工业标准体系结构总线）：为对抗IBM对MCA总线的垄断并要求在功能、电气、物理上保持与XT、AT总线兼容而制定的总线标准；32位数据通道；33MBPS 最大传输率；扩展槽采用（62＋36）×2线结构，内部是两层触点结构；支持多处理器。

ISA、MCA和EISA是三种总线标准或称标准总线。

为解决CPU与高速外设间传输速度慢的“瓶颈”问题，出现了以下2种局部总线标准。

⑸ VESA（视频电子标准协会局部总线）：简称VL总线或VL_BUS或VLB，是在CPU总线与ISA总线之间插入的一级总线；总线宽度32位；总线时钟与CPU主频有关，最大不超过40MHz；支持突发传输模式，可确保总线不断地满载数据，最高传输率132MBPS；直接驱动的外设只有两个；用于486主板上。

⑹ PCI（外围部件互联局部总线）：不依附于某个具体处理器，可应用于任何主板上；是CPU与外设（如显卡）之间插入的一级总线，由一个PCI桥接电路实现对这一层的管理并实现上、下层间的接口以协调数据传送；总线宽度32位或64位；总线工作频率33.3MHz（1.0版）或66.7MHz（2.0或2.1版），与CPU及时钟频率无关；支持突发传输模式，最大传输率32×33.3÷8（数据位宽×总线频率÷8b/B）＝133MBPS或64×66.7÷8＝528MBPS；168线扩展槽；支持总线主控和同步操作；采用多路复用技术；支持PnP功能，能自动识别、配置并驱动外设；最多可同时支持10台外设。

5继PCI之后开发的外围接口总线和总线接口标准主要有以下几种。

（1）AGP（图形加速／高级图形接口）：为解决视频带宽紧张而采用的图形加速端口它不是一种总线，而是3D显卡与主板外部总线的专用接口；采用点对点连接控制芯片和显卡，在主存与显卡之间提供一条直接通道，使3D图形数据越过PCI总线直接送入显示子系统；数据宽度32位；工作频率66.7MHz（AGP 1×）乃至133MHz；数据传输率266MBPS乃至1GBPS以上；主要在586或Pentium Ⅱ以上主板采用；具有DIME（系统内存直接操作执行模式）技术；分为AGP 1.0、2.0、3.0等版本的插槽规格：①AGP 1×：1.0版，时钟频率66.7MHz；无DIME工作方式；最大数据传输率66.7×1×32÷8（时钟频率×倍数×数据带宽÷8b/B）＝266MBPS。

②AGP 2×：1.0版，正/负沿触发工作方式；传输频宽66.7×2×32÷8＝532MBPS。

③AGP 4×：2.0版，工作电压1.5V，最高传输频宽理论值为66.7×4×32÷8＝1.06GBPS。

▲AGP 2×和4×可以向下兼容。

④AGP Pro：2.0版，针对图形工作站，为解决AGP插槽供电不足和显卡散热问题而设计，插槽稍长以额外供电给显卡；可驱动高功耗的专业显卡，50版可支持25～50W显卡，110版支持50～110W显卡；AGP Pro显卡插槽兼容AGP 4×显卡，但在插槽最前端需插入一小块塑料片，并用贴纸封住，以防插错而烧毁显卡；高档主板采用。

⑤AGP 8×：3.0版，工作电压0.8V，32b并行总线；时钟频率533MHz；总线带宽约2.1GBPS；不支持A GP 1×、2×显卡。

（2） USB（Universal Serial Bus，通用串行总线接口标准）：Intel和其他一些公司共同倡导的一种以PC机系统为中心的非同步传输总线接口标准，可解决外设太多所带来的有限接口的紧张问题。

USB接口是一种4芯（中间稍短的2根为电源和地线，两侧稍长的2根为数据线）D型串行通信设备接口，主要用作计算机与外设之间的连接；一般不需外接电（+5V，耗电量2.5W设备）；可用来连网（特殊的USB网线）。

USB接口具有真正的即插即用Hot PnP（热插拔）技术，在带电状态下可安全地连接或断开设备。

USB接口有两个版本：1.1版具有1.5MBPS（12Mbps）数据传输率；2.0版的数据传输率达60MBPS（480Mbps）。

USB接口有3种类型：Type A，一般用于PC机；Type B，一般用于USB设备；Mini-USB，一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器及移动硬盘等。

ATX主板上的I/O接口区一般直接集成了2个USB接口。

有些主板上还提供多个USB 接口插针，可扩展连线接到机箱前面板上，称为FRONT USB（前置或前端USB）。

USB在连接时至少须有一台微机，每个USB接口通过USB Hub（USB扩展器）理论上可实现127个外设互连。

所有外设也可串接在USB总线上，构成菊花链接方式，各设备间连接线缆最长可达5米。

采用USB接口，可把键盘、鼠标、显卡、显示器、网卡、MODEM、声卡、音箱、游戏操纵杆、打印机、扫描仪、磁带机、闪存盘、外置硬盘或光驱、数码相机、摄像头、MP3随身听等外设按统一的I/O接口标准连接起来，微机集成的许多接口都可免除，只剩下1或2个统一的USB接口即可，使设备连接变得更简单。

大部分南桥芯片都整合了USB控制器。

USB总线要求有USB驱动程序来配合各种USB 设备，而USB驱动程序的基础部分一般存放在主板BIOS中。

USB外设各具一个ID 识别码以便唯一标识该设备，并支持PnP功能。

（3）IEEE 1394（高速串行总线接口标准）：又称FireWire或i.Link，俗称“火线”。

Apple公司开发的一种高速、实时、无延迟的串行总线标准。

美国电气及电子工程师协会（IEEE）于1995年正式制定了1394标准。

IEEE 1394标准定义了两种总线模式：Backplane模式支持12.5、25、50Mbps传输速率；Cable模式支持100、200、400Mbps传输速率。

最新的IEEE 1394b标准能达到 800Mbps、1Gbps、1.6Gbps传输速率。

IEEE 1394接口是横跨PC机及家电产品平台的一种通用界面，可直接连接电视机、数码相机、摄影机、录像机、音响、高速外置式硬盘、光驱、扫描仪、打印机等，适用于几乎所有电气设备（可脱离PC机而独立存在）。

IEEE 1394接口不需要Hub控制器，可实现对等传输，最大连线4.5米，大于4.5米可采用中继设备支持。

IEEE 1394接口分为有供电功能的6针A型和无供电功能的4针B型两种，A型接口可通过转接线兼容B型，但B型转换成A型后则没有供电能力。

6针A型接口在Apple电脑和周边设备上使用很广，而在电子产品及PC机上大多采用简化的4针B 型接口，需要配备单独的电源适配器。

IEEE 1394接口不需微机来控制所有设备，也不需要Hub，可用网桥连接多个IEEE 1394网络，达到无限制连接。

若采取混合连接方式，最多可连接63台设备；若设备间采用树形或菊花链拓扑结构，最多可互连1023个总线；若以一线串珠（Staight Line）方式连接，最多可连接16台设备。

没有IEEE 1394接口的主板也可通过插接IEEE 1394扩展卡的方式获得此功能。

它既可直接当做网卡联机，也可通过Hub扩展出更多的接口，并可级连。

I EEE 1394既可作为外部总线，又可作为内部总线使用，由于已有了PCI这样历史悠久的总线存在，且PCI正向64位过渡，各厂商不愿意做总线上的调整改动，所以IEEE 1394通常作为外部总线连接外设使用。

对于内部设备，IEEE 1394可为耗电量小于60W的接入设备直接供电（8～40V可变电压，允许通过的最大电流达1.5A左右）。

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总线的介绍

总线的介绍

总线（BUS）是指计算机组件间规范化的交换数据（data）的方式，即以一种通用的方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。

从另一个角度来看，如果说主板（Mother Board）是一座城市，那么总线就像是城市里的公共汽车（bus），能按照固定行车路线，传输来回不停运作的比特（bit）。

这些线路在同一时间内都仅能负责传输一个比特。

因此，必须同时采用多条线路才能传送更多数据，而总线可同时传输的数据数就称为宽度（w idth），以比特为单位，总线宽度愈大，传输性能就愈佳。

总线的带宽（即单位时间内可以传输的总数据数）为：总线带宽= 频率x 宽度（Bytes/sec）。

总线按功能和规范可分为三大类型:[1](1) 片总线(Chip Bus, C-Bus) 三类总线在微机系统中的地位和关系又称元件级总线，是把各种不同的芯片连接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)的信息传输通路。

(2) 内总线(Internal Bus, I-Bus) 又称系统总线或板级总线，是微机系统中各插件(模块)之间的信息传输通路。

例如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路。

(3) 外总线(E xternal Bus, E-Bus) 又称通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置等)之间信息传输的通路，如EIA RS-232C、IEEE-488等。

其中的系统总线，即通常意义上所说的总线，一般又含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Addr ess Bus）和控制总线CB（Control Bus）。

采用总线结构的主要优点1、简化了硬件的设计。

便于采用模块化结构设计方法，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线就可工作，而不必考虑总线的详细操作。

2、简化了系统结构。

整个系统结构清晰。

连线少，底板连线可以印制化。

3、系统扩充性好。

CC-Link现场总线技术综述

CC-Link现场总线技术综述


具有丰富的RAS
如下图所示
1、备用主站功 能：即使主站 发生异常情况 、备用主站将 会使通讯继续。
具有丰富的RAS
2、从站脱离功 能： 当一个从站发生 异常时可以将其 切断，CC-Link 允许其他站继续 通信
切断
具有丰富的RAS
2、自动回复功 能： 当异常恢复时， CC-Link能让脱 离的从站自动 恢复，加入数据 连接中。
CC-Link通讯原理
CC—Link的底层通讯协议遵循RS485，具体的通讯 方式请参照图1。
CC-Link通信原理
CC—Link提供循环传输和瞬时传输两种通信 方式。一般情况下，CC—Link主要采用广播一轮 询(循环传输)的方式进行通讯。 具体的方式： 主站将刷新数据发送到所有从站，与此同时轮 询从站1； 从站1对主站的轮询作出响应，同时将该响应 告知其它从站； 主站轮询从站2(此时并不发送刷新数据)，从 站2给出响应，并将该响应告知其它从站； 依此类推，循环往复。
CC-Link通信原理
• ……
CC-Link通信原理
广播一轮询时的数据传输帧格式如图2： 基于（HDLC） ⑴标准帧格式 F F F A1 A2 ST1 ST2 DATA（Max.9 CRC 18byte) ⑵轮询-刷新数据 F F F A A2 ST1 ST2 RY( RWw(5 报文 CRC 1 256 12B) （150 B) B） F F F F F F
CC-link的系统配置
主站
从站 远程站Βιβλιοθήκη 远程I/O站智能设备站
远程设备站
本地站
CC-link的传输速度和距离
CCLink具有高速的数据传输速度，最高可以达到10Mbps， 其数据传输速度随距离的增长而逐渐减慢，传输速度和 距离的具体关系如表
总 线 概 述

总 线 概 述

总线概述
1.1 总线的基本概念
总线宽度:指一次并行传输的信息位数。 总线频率:指总线工作时每秒内能传输数据的次数。 传输率:指每秒能够传输的字节数，用MB/s表示。传输
率和总线宽度、总线频率之间的关系是： 传输率=总线宽度／8×总线频率Fra bibliotek总线概述
1.2 总线的工作原理
总线是以分时的方法来为多个部件服务的，但是在任意时刻只 为某两个部件或设备所占用。当总线上的一个部件要与另一个部件 进行通信时，首先应该发出总线请求信号。在某一时刻，可能会有 多个部件同时要求使用总线，总线控制机构根据一定的判决原则， 决定首先由哪个部件使用总线。只有获得了总线控制权的部件，才 能开始传送数据。此时发送信息的总线主部件分时的将信息发往总 线，再由总线将这些信息同时发往各个接收信息的总线从部件。究 竟哪个部件接收信息，是由获得总线控制权的总线主部件给出的地 址信息经过译码之后产生的控制信号来决定。
总线概述
1.3 总线的结构
系统总线
……
CPU
主存
I/O设备
适配器
I/O设备 适配器
总线概述
1.3 总线的结构
系统总线
CPU 存储总线 主存
……
I/O设备 适配器
I/O设备 适配器
总线概述
1.3 总线的结构
总线概述
1.3 总线的结构
总线概述
1.3 总线的结构
1.4 总线的分类
指令系 统
吞吐量
最大存储 容量
分类
汽车总线技术介绍综述

汽车总线技术介绍综述


CAN的工作原理
CAN 芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出， 这时，网上的其它节点处于接收状态。 每个处于接收状态的节点对接收到的报文进行检测， 判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。 由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容 易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。可以很容 易地在CAN 总线中加进一些新节点而无需在硬件或软件 上进行修改。
CAN 总 线
CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归 属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总 线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。 CAN 最初出现在汽车工业中，80年代由德国Bosch公司 最先提出。最初动机是为了解决现代汽车中庞大的电子控 制装置之间的通讯，减少不断增加的信号线。 与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出 的可靠性、实时性和灵活性，它在汽车领域上的应用最为 广泛，世界上一些著名的汽车制造厂商，都采用了CAN总 线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据 通信。
当然，不是所有的信息传递都要实时同步，例如 Internet上网浏览、GPS导航信息等，这些资料的传 递特性是不定时的短期突增，这类型的传输就不需 要用上前述的同步机制，而可以使用较不讲究时效 性的异步收发，事实上MOST传控网也支持这种传 递方式，更简单地说，MOST同时支持与提供时效 性、同步的串流传输与非时效性、异步的数据传 输。
（4） 可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播几种传送
方式接收数据。 （5）直接通信距离最远可达6km（速率10Kbps以下）。 （6）通信速率最高可达1MB/s（此时距离最长30m）。 （7）节点数实际可达110个。 （8）采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个。 （10）通信介质可采用双绞线，同轴电缆和光导纤维，一般采 用廉价的双绞线即可，无特殊要求。 （11）节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线的功能， 切断它与总线的联系，以使总线上的其他操作不受影响。