嵌入式系統(tǒng)-6-嵌入式系統(tǒng)總線ppt課件.ppt

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1、嵌入式系統(tǒng)課程內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)（2學(xué)時）嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)（2學(xué)時）Arduino開源硬件平臺應(yīng)用開發(fā)（6學(xué)時）嵌入式系統(tǒng)中的總線與網(wǎng)絡(luò)（2學(xué)時）嵌入式操作系統(tǒng)（2學(xué)時）嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動開發(fā)方法（2學(xué)時）嵌入式數(shù)據(jù)庫（1學(xué)時）數(shù)據(jù)流圖（1學(xué)時）實(shí)時軟件設(shè)計(jì)方法DARTS（2學(xué)時）ARM硬件體系結(jié)構(gòu)（2學(xué)時）ARM應(yīng)用開發(fā)介紹（2學(xué)時）實(shí)時操作系統(tǒng)freeRTOS（2學(xué)時）實(shí)時操作系統(tǒng)freeRTOS的移植（2學(xué)時）基于freeRTOS的驅(qū)動開發(fā)（2學(xué)時）基于實(shí)時操作系統(tǒng)的實(shí)時應(yīng)用開發(fā)（20學(xué)時，實(shí)踐）第二部分嵌入式系統(tǒng)開發(fā)2.1嵌

2、入式系統(tǒng)中的總線嵌入式系統(tǒng)中的總線系統(tǒng)級總線板級總線片上總線板級總線嵌入式系統(tǒng)中，通過總線在多個互連I/O設(shè)備間進(jìn)行計(jì)算機(jī)或者主機(jī)系統(tǒng)并行通信。PC總線PC104VME板級總線——PC總線從整體來看，PC總線大致只經(jīng)過了ISA和PCI總線兩個階段以及未來的PCIExpress總線。ISA總線階段1．PC/XT總線（PC總線）:1981年，IBM，PC/XT電腦，基于8bit的8088處理器。2．PC/AT總線:1984年，IBM，基于16-bitIntel80286處理器的PC/AT電腦。為了開發(fā)與IBMPC兼容的外圍設(shè)備，業(yè)內(nèi)逐漸確

3、立了以IBMPC總線規(guī)范為基礎(chǔ)的ISA（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)：IndustryStandardArchitecture）總線。3．EISA（ExtendedISA，擴(kuò)展ISA）總線：1988年，康柏、惠普等9個廠商協(xié)同把ISA擴(kuò)展到32-bit，8MHz，與8/16bit的ISA總線完全兼容。ISA總線階段ISA:8/16bit，最大傳輸速率僅為8MB/s，允許多個CPU共享系統(tǒng)資源。兼容性好，是上個世紀(jì)80年代最廣泛采用的系統(tǒng)總線;弱點(diǎn):傳輸速率過低、CPU占用率高、占用硬件中斷資源等。在PC’98規(guī)范中，就開始放棄了ISA總線，而Inte

4、l從i810芯片組開始，也不再提供對ISA接口的支持。EISA也由于速度有限，且成本過高，在還沒成為標(biāo)準(zhǔn)總線之前，在20世紀(jì)90年代初的時候，就給PCI總線給取代了。PCI總線階段PCI總線是獨(dú)立于CPU的系統(tǒng)總線，采用了獨(dú)特的中間緩沖器設(shè)計(jì)，可將顯示卡、聲卡、網(wǎng)卡、硬盤控制器等高速的外圍設(shè)備直接掛在CPU總線上，打破了瓶頸，使得CPU的性能得到充分的發(fā)揮。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達(dá)到了133MB/s（33MHzX32bit/8）。1993年提出了64-bit的PCI總線。后來又提出把PCI總線的頻率提到

5、66MHz。目前廣泛采用的是32-bit、33MHz的PCI總線。PCI總線的特點(diǎn)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PCI總線是一種兼容性最強(qiáng)、功能最全的計(jì)算機(jī)總線。他可同時支持多組外圍設(shè)備，且不受制于處理器。PCI總線有如下主要特點(diǎn)：　?。?）在全部讀寫傳送中可實(shí)現(xiàn)突發(fā)傳送。　?。?）并行總線操作。　?。?）隱式仲裁。　　（4）訪問速度快。　?。?）軟件透明。　?。?）自動配置。PCI總線階段PCI總線階段PCI是一種高性能32／64b地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線。PCI總線不僅可以應(yīng)用到低檔至高檔的臺式系統(tǒng)上，而且也可應(yīng)用在便攜式機(jī)及至服務(wù)器的范圍中。在

6、一個PCI系統(tǒng)中，可做到高速外部設(shè)備和低速外部設(shè)備共享，PCI總線與ISA／EISA總線并存。PCI總線階段PCI總線信號與命令接口信號線，通常分為必備的和可選的2大類。主設(shè)備：取得了總線控制權(quán)的設(shè)備，需要49條接口信號線；“從設(shè)備”或“目標(biāo)設(shè)備”：被主設(shè)備選中以進(jìn)行通信的設(shè)備，至少需要47條接口信號線。圖中，＃表示低電平有效，否則表示高電平有效。PCI總線階段總線命令用來規(guī)定主、從設(shè)備之間的傳輸類型，出現(xiàn)于地址期的C／BE［3∶0］＃線上。當(dāng)一個主設(shè)備獲得PCI總線的擁有權(quán)時，他可啟動表1的任何一種交易類型。PCI總線階段PCI總線

7、傳輸協(xié)議PCI總線對協(xié)議、時序、負(fù)載、電氣特性及機(jī)械特性等技術(shù)指標(biāo)均有嚴(yán)格的規(guī)定和要求。（1）基本的總線傳輸機(jī)制：一次突發(fā)傳輸包括一個地址期和一個或若干個數(shù)據(jù)期。　?。?）除RST＃，INTA?！獻(xiàn)NTD＃之外的所有信號都是在時鐘的上升沿被采樣。　?。?）PCI總線上數(shù)據(jù)傳輸基本上都由FRAME＃，IRDY＃和TRDY＃三條信號線控制。　　（4）當(dāng)FRAME＃和IRDY＃都無效時，接口處于空閑狀態(tài)。FRAME＃信號建立后的第一個時鐘前沿是地址期，在這個時鐘前沿上傳送地址和總線命令；下一個時鐘前沿開始一個或若干個數(shù)據(jù)期。IRDY＃

8、和TRDY＃有效的時鐘前沿進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸。　?。?）無論是主設(shè)備還是目標(biāo)設(shè)備，一旦承諾了數(shù)據(jù)傳輸，就要進(jìn)行到本次傳輸完成。　?。?）FRAME＃撤銷而IRDY＃建立，表示主設(shè)備準(zhǔn)備好了最后一次數(shù)據(jù)傳輸，等到目標(biāo)設(shè)備