VME總線原理概述

VME總線原理及應(yīng)用

VME（VersaModule Eurocard）總線是一種通用的計算機總線，結(jié)合了Motorola公司Versa總線的電氣標(biāo)準(zhǔn)和在歐洲建立的Eurocard標(biāo)準(zhǔn)的機械形狀因子，是一種開放式架構(gòu)。它定義了一個在緊密耦合（closely coupled）硬件構(gòu)架中可進(jìn)行互連數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和連接外圍控制器件的系統(tǒng)。經(jīng)過多年的改造升級，VME系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的非常完善，圍繞其開發(fā)的產(chǎn)品遍及了工業(yè)控制、軍用系統(tǒng)、航空航天、交通運輸和醫(yī)療等領(lǐng)域。

VME的特點

VME的數(shù)據(jù)傳輸機制是異步的，有多個總線周期，地址寬度是16、24、32、40或64位，數(shù)據(jù)線路的寬度是8、16、24、32、64位，系統(tǒng)可以動態(tài)的選擇它們。它的數(shù)據(jù)傳輸方式為異步方式，因此只受制于信號交換協(xié)議，而不依賴于系統(tǒng)時鐘；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，用戶可以定義I/O端口；其配有21個插卡插槽和多個背板，在軍事應(yīng)用中可以使用傳導(dǎo)冷卻模塊。

VME結(jié)構(gòu)

因為是兩種標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，那么VME系統(tǒng)也可以被看作是兩個部分。一個部分是它的機械構(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小；而令一部分則是功能構(gòu)架，它定義了系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)流程。

1 VME的機械結(jié)構(gòu)

VME機械構(gòu)架中的主要部分為背板，是一個印刷電路板。它的大小有三種型號：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個管腳，排列成三排，每排32管腳；P0/J0連接器則有95個管腳。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)架可以說是由信號線，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，比如信號線阻抗、傳播時間、終端數(shù)值等等。它和信號線是系統(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)傳輸情況而動作的模塊叫做從設(shè)備（slave），負(fù)責(zé)監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)地址的模塊被稱為定位監(jiān)控設(shè)備。此外，還有發(fā)出中斷請求和處理中斷請求的模塊，判定和處理其他模塊請求的仲裁模塊。當(dāng)然，還少不了發(fā)出時鐘信號的模塊和監(jiān)控系統(tǒng)電源工作情況的模塊。

圖1 VME功能架構(gòu)