各類總線的介紹

1、.總線一總線的概念總線是一組用于計(jì)算機(jī)之間各部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送的公用信號(hào)線。二總線的分類（一）總線（微機(jī)通用總線）按功能和規(guī)范可分為三大類型:(1)片總線 (Chip Bus, C-Bus) 又稱元件級(jí)總線，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊 (如 CPU 模塊 )的信息傳輸通路。(2)內(nèi)總線 (Internal Bus, I-Bus) 又稱系統(tǒng)總線 或板級(jí)總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件 (模塊 )之間的信息傳輸通路。 例如 CPU 模塊和存儲(chǔ)器模塊或 I/O 接口模塊之間的傳輸通路。(3) 外總線 (External Bus, E-Bus) 又稱通信總線，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系

2、統(tǒng)與其他系統(tǒng) (儀器、儀表、控制裝置等 )之間信息傳輸?shù)耐罚?EIA RS-232C、IEEE-488 等。（現(xiàn)場(chǎng)總線 CAN 屬于外總線 ）三類總線在微機(jī)系統(tǒng)中的地位和關(guān)系其中的系統(tǒng)總線 ，即通常意義上所說(shuō)的總線， 一般又含有三種不同功能的總線，即數(shù)據(jù)總線 DB （Data Bus）、地址總線 AB （ Address Bus）和控制總線 CB;.（ Control Bus）。（二）總線按照傳輸數(shù)據(jù)的方式劃分 ：可以分為串行總線和并行總線。 串行總線中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)逐位通過(guò)一根數(shù)據(jù)線發(fā)送到目的器件； 并行總線的數(shù)據(jù)線通常超過(guò) 2 根。常見的串行總線有 SPI、I2C、USB 及 RS232

3、 等。（三）總線按照時(shí)鐘信號(hào)是否獨(dú)立劃分 ：可以分為同步總線和異步總線。 同步總線的時(shí)鐘信號(hào)獨(dú)立于數(shù)據(jù)，而異步總線的時(shí)鐘信號(hào)是從數(shù)據(jù)中提取出來(lái)的。SPI、 I2C 是同步串行總線， RS232 采用異步串行總線。按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類， 計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、 地址總線和控制總線，分別用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。三各類總線介紹內(nèi)部總線1I2C 總線 是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)化，器件封裝形式小， 通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。 在主從通信中， 可以有多個(gè) I2C 總線器件同時(shí)接到 I2C 總線上，通過(guò)地址來(lái)識(shí)別通信對(duì)象。2SPI 總線 串行外圍設(shè)備接口 SPI

4、 是一種同步串行接口， SPI 總線是一種三線同步總線， 因其硬件功能很強(qiáng)， 所以與 SPI 有關(guān)的軟件就相當(dāng)簡(jiǎn)單， 使 CPU 有更多的時(shí)間處理其他事務(wù)。3SCI 總線 串行通信接口 SCI 是一種通用異步通信接口UART ，與 MCS-51的異步通信功能基本相同。系統(tǒng)總線1ISA 總線 總線標(biāo)準(zhǔn)是 IBM 公司推出的系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)。它是對(duì) XT 總線的擴(kuò)展，以適應(yīng) 8/16 位數(shù)據(jù)總線要求。它在 80286 至 80486 時(shí)代應(yīng)用非常廣泛，以至于現(xiàn)在奔騰機(jī)中還保留有ISA 總線插槽， ISA 總線有 98 只引腳。2 EISA 總線 是在 ISA 總線的基礎(chǔ)上使用雙層插座，在原來(lái)ISA 總

5、線的98 條信號(hào)線上又增加了 98 條信號(hào)線，也就是在兩條 ISA 信號(hào)線之間添加一條 EISA 信號(hào)線。在實(shí)用中， EISA 總線完全兼容 ISA 總線信號(hào)。3VESA 總線 是一種局部總線，簡(jiǎn)稱為VL(VESA local bus) 總線。該總線系統(tǒng)考慮到 CPU 與主存和 Cache 的直接相連，通常把這部分總線稱為CPU 總線或主總線，其他設(shè)備通過(guò) VL 總線與 CPU 總線相連，所以 VL 總線被稱為局部總線。它定義了 32 位數(shù)據(jù)線，且可通過(guò)擴(kuò)展槽擴(kuò)展到 64 位，使用 33MHz 時(shí);.鐘頻率，最大傳輸率達(dá)132MB/s，可與 CPU 同步工作。是一種高速、高效的局部總線，可支持

6、386SX、 386DX 、486SX、486DX 及奔騰微處理器。4PCI 總線 是當(dāng)前最流行的總線之一，它是由Intel 公司推出的一種局部總線。它定義了 32 位數(shù)據(jù)總線，且可擴(kuò)展為64 位。PCI 總線主板插槽的體積比原 ISA 總線插槽還小， 其功能比 VESA 、ISA 有極大的改善， 支持突發(fā)讀寫操作，最大傳輸速率可達(dá) 132MB/s，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。 PCI 局部總線不能兼容現(xiàn)有的 ISA 、EISA 、MCA （ micro channel architecture）總線，但它不受制于處理器，是基于奔騰等新一代微處理器而發(fā)展的總線。5Compact PCI 總線 是當(dāng)

7、今第一個(gè)采用無(wú)源總線底板結(jié)構(gòu)的PCI 系統(tǒng)，是 PCI 總線的電氣和軟件標(biāo)準(zhǔn)加歐式卡的工業(yè)組裝標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)今最新的一種工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。 Compact PCI 是在原來(lái) PCI 總線基礎(chǔ)上改造而來(lái)，它利用PCI 的優(yōu)點(diǎn)，提供滿足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用要求的高性能核心系統(tǒng)，同時(shí)還考慮充分利用傳統(tǒng)的總線產(chǎn)品，如 ISA 、STD、 VME 或 PC/104 來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的 I/O 和其他功能。6. PC/104 總線 PC/104 也是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)。 PC/104 是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，即 IEEE-P996。7. VME 總線 Versa Module Eurocard由 Mo

8、torola 公司 1981 年推出的第一代32 位工業(yè)開放標(biāo)準(zhǔn)總線，即IEEE 1014-1987。（作為測(cè)控總線使用）8. AGP 全稱 Accelerated Graphic Ports，PC 的圖形系統(tǒng)接口的一種。 為了使系統(tǒng)和圖形加速卡之間的數(shù)據(jù)傳輸獲得比PCI 總線更高的帶寬， AGP 應(yīng)運(yùn)而生。9. PCI-Express 是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，它原來(lái)的名稱為 “3GIO”，是由英特爾提出的，很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O 接口標(biāo)準(zhǔn)。交由PCI-SIG（PCI 特殊興趣組織） 認(rèn)證發(fā)布后才改名為 “PCI-Express”，簡(jiǎn)稱 “PCI-E”。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)

9、行的PCI 和 AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢(shì)就是數(shù)據(jù)傳輸速率高， 目前最高的 16X 2.0 版本可達(dá)到 10GB/s，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿Α?PCI Express也有多種規(guī)格，從 PCI Express 1X 到 PCI Express16X，能滿足現(xiàn)在和將來(lái)一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求。外部總線1RS-232-C 總線 設(shè)有 25 條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)。RS-232-C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、;.2400、4

10、800、9600、19200 波特。 RS-232-C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF 的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制。傳輸距離短的另一原因是RS-232 屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m 以內(nèi)的通信。2RS-485 總線 在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用 RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。 RS-485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV 的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。RS-485 采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控

11、制。 RS-485 用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用 RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián) 32 臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和 32 臺(tái)接收器。3IEEE-488 總線 上述兩種外部總線是串行總線，而 IEEE-488 總線是并行總線接口標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)連接系統(tǒng)，如微計(jì)算機(jī)、數(shù)字電壓表、數(shù)碼顯示器等設(shè)備。它按照位并行、 字節(jié)串行雙向異步方式傳輸信號(hào)，連接方式為總線方式， 儀器設(shè)備直接并聯(lián)于總線上而不需中介單元，但總線上最多可連接15 臺(tái)設(shè)備。最大傳輸距離為 20 米，信號(hào)傳輸速度一般為500KB/s，最大傳輸速度為1MB/s。4USB 總線 通用串行總線 USB 它基于通用連接技術(shù)，實(shí)

12、現(xiàn)外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接，達(dá)到方便用戶、降低成本、擴(kuò)展PC 連接外設(shè)范圍的目的。它可以為外設(shè)提供電源。另外，快速是USB 技術(shù)的突出特點(diǎn)之一， USB 的最高傳輸率可達(dá)12Mbps 比串口快 100 倍，比并口快近10 倍，而且 USB 還能支持多媒體。5. CAN 總線 CAN 是控制器局域網(wǎng)絡(luò) (Controller Area Network, CAN) 的簡(jiǎn)稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH 公司開發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ ISO11898）。是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。在北美和西歐， CAN 總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且

13、擁有以 CAN 為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力。（現(xiàn)場(chǎng)總線）6. 以太網(wǎng)接口 接口類型是 RJ-45 接口。它遵循 IEEE802.3 標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率通常為 10M/100/1000Mbps，可工作在全雙工、半雙工模式。如下圖的 WAN 口（廣域網(wǎng)口）和 1、 2、 3、 4 標(biāo)識(shí)的端口就是 RJ-45 端口。測(cè)控總線（儀器專用總線）;.測(cè)控總線是指以組成測(cè)量和控制系統(tǒng)為主要目標(biāo)而開發(fā)的總線。雖然在 PC、ISA、 PCI 總線系統(tǒng)上加入各種I/O 功能模塊板，也可以組成測(cè)控系統(tǒng)，但這不是這些總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的主要目的。為測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

14、總線主要有STD、CPCI、GPIB、 VME 、 VXI 和 PXI 等總線。目前常用的測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)總線基本上還是并行總線，如 PCI、 GPIB、PXI 和 VXI 等總線。1. PCI/Compact PCI 總線PCI 是一種高性能局部總線，它構(gòu)成微處理器與外設(shè)之間的高速通道。PCI支持多個(gè)外設(shè)，與 CPU 的時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)。 PCI 局部總線的特征體現(xiàn)在其高性能、可兼容性、處理器的獨(dú)立性、成本有限性和將來(lái)支持性等方面。 PCI 局部總線是一個(gè)系統(tǒng)的解決辦法， 它使網(wǎng)絡(luò)適配器、 硬盤驅(qū)動(dòng)器和高速外設(shè)的性能進(jìn)一步提高。PCI 總線工作于 33MHz 時(shí)鐘頻率時(shí)，其峰值速度為 132MB/s

15、，這比 ISA(9MB/s)和 EISA(33MB/s) 的傳輸速率提高數(shù)倍。 PCI 總線主控性允許多個(gè)智能外部設(shè)備中的任何一個(gè)控制此總線，以加速信息流量，使優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)先執(zhí)行。 PCI 的并行處理能力使微處理器與外部設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，而不是等待它們。因?yàn)?PCI 被設(shè)計(jì)成是對(duì)擴(kuò)充總線的一種補(bǔ)充，所以與ISA、EISA 和 MCA總線兼容。雖然每個(gè)系統(tǒng)插槽個(gè)數(shù)有限，但 PCI 總線允許制造商們提供 “分享插槽 ”，使之既能適應(yīng)一個(gè) PCI，也能適應(yīng)一個(gè) ISA 、EISA 或 MCA 卡連接器。另外，所有 PCI 兼容附加板可對(duì)任何服從 PCI 的系統(tǒng)進(jìn)行操作，而與使用中的擴(kuò)充總線或微處理器無(wú)

16、關(guān)。PCI 總線的 64 位數(shù)據(jù)地址復(fù)用總線能使系統(tǒng)的帶寬達(dá)到264MB/s，其 32 位和 64 位外部通信對(duì)用戶是透明的。這種透明性由一個(gè)連接器提供，連接器有接收 32 位和 64 位長(zhǎng)的能力，具有非常好的兼容性。 PCI 總線具有自動(dòng)匹配能力，用戶安裝一個(gè)新的外設(shè)板 /卡時(shí)，不必人工設(shè)置 DIP 開關(guān)或中斷。 PCI 總線的獨(dú)立處理器特性使其適用于 PC 平臺(tái)的所有系列，包括臺(tái)式、筆記本和服務(wù)器等。Compact PCI總線是 PCI 總線在工控領(lǐng)域的擴(kuò)展，它采用兩種尺寸的歐式板結(jié)構(gòu)，即單高、雙高和傳統(tǒng)的機(jī)箱式安裝方式。系統(tǒng)插槽上的模塊為控制模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理，包括其它模塊的初始化、總

17、線仲裁、時(shí)鐘分配和復(fù)位功能。Compact PCI 還規(guī)范了熱切換，即帶電插拔，便于適合工業(yè)和嵌入式應(yīng)用場(chǎng)合。2. PXI 總線PXI 定義用于測(cè)試、測(cè)量與控制應(yīng)用，是基于PC 的一種小型模塊化儀器平;.臺(tái)。 PXI 是建立在 Compact PCI 規(guī)范的基礎(chǔ)上。 Compact PCI 規(guī)范定義了封裝堅(jiān)固的 PCI，提供出眾的機(jī)械完整性并使硬件部件易于裝卸。因?yàn)镻XI 平臺(tái)基于PCI，所以它具有PCI 的一些優(yōu)點(diǎn)，如較低的成本、不斷提高的性能，以及為最終用戶提供主流軟件等。PXI 總線是 PCI/Compact PCI 在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，不僅保留了 PCI 總線較高的數(shù)據(jù)吞吐能力， 而且采

18、用了堅(jiān)固的歐洲插卡組裝技術(shù)。 為了適應(yīng)測(cè)試儀器的需要，還擴(kuò)展了與 VXI 總線類似的儀器總線，如觸發(fā)總線、本地總線、系統(tǒng)參考時(shí)鐘以及只有 D 尺寸 VXI 才有的星型觸發(fā)總線。 PXI 模塊儀器的優(yōu)點(diǎn)主要包括：（1）PXI 與 Compact PCI 保持 100%兼容；（2）將臺(tái)式 PC 技術(shù)引入到測(cè)試與測(cè)量設(shè)備；（3）比臺(tái)式 PC 提供了更多的 I/O 擴(kuò)展槽；（4）擴(kuò)充了臺(tái)式 PC 機(jī)中所沒(méi)有的儀器特性；（5）更加緊湊，比臺(tái)式PC 更節(jié)省空間；（6）提供了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)， 促進(jìn)了多供應(yīng)商之間的兼容， 有利于系統(tǒng)集成；（7）定義了標(biāo)準(zhǔn)的軟件框架，要求兼容的產(chǎn)品提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件，有利于簡(jiǎn)化系

19、統(tǒng)集成。3.VXI 總線VXI 總線是在 VME 總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的儀器系統(tǒng)總線，由于該總線采用的是開放式結(jié)構(gòu)并集中了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字接口技術(shù)與模塊化儀器的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了它在電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域里的應(yīng)用范圍。基于傳統(tǒng)的 “數(shù)據(jù)采集 -分析處理-傳輸顯示 ”的結(jié)構(gòu)模式并以此為開發(fā)平臺(tái)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能和調(diào)用各種有關(guān)測(cè)試軟件就可方便地組成具有不同功能的儀器 虛擬儀器。虛擬儀器可以把智能儀器、 PC 儀器以及 GPIB 系統(tǒng)的特長(zhǎng)都集成起來(lái)，組成數(shù)據(jù)吞吐量大、兼容性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好、標(biāo)準(zhǔn)化的各種專用測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)其接入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)后，便可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。VXI 總線促進(jìn)了整個(gè)

20、測(cè)試系統(tǒng)向開放式、集成化方向發(fā)展， 推動(dòng)了測(cè)試儀器標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化的進(jìn)程，使系統(tǒng)資源，包括所有硬件與軟件獲得共享。同時(shí)也使新的測(cè)試系統(tǒng)的研制周期縮短、成本降低、風(fēng)險(xiǎn)減小。VXI 總線采用模塊化開放式結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)展、重構(gòu)和系統(tǒng)集成。 它可以很方;.便地應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、 虛擬儀器和測(cè)試系統(tǒng)中， 是計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器。它依靠有效的標(biāo)準(zhǔn)化，采用模塊化的方式，實(shí)現(xiàn)了系列化、通用化以及VXI 總線儀器的互換性和互操作性。 由于 VXI 提供了多種常規(guī)儀器模塊， 并與 GPIB 兼容，而且高度集成， 所以很快成為軍用測(cè)試界公認(rèn)的軍用測(cè)試總線。十多年的應(yīng)用證明， VXI 總線具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：（1）

21、開放式標(biāo)準(zhǔn)使儀器組合靈活和容易；（2）系統(tǒng)吞吐量增強(qiáng)，減少測(cè)試時(shí)間或提高性能；（3）小體積與高密度的設(shè)計(jì)減少系統(tǒng)占用空間，可以就近放置于待測(cè)設(shè)備旁進(jìn)行測(cè)試，便于移動(dòng)與攜帶；（4）更精確的定時(shí)與同步功能改善測(cè)量能力；（5）標(biāo)準(zhǔn)化 VXI 即插即用軟件簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)定、編程及集成；（6）模塊化、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)提高可靠度、延長(zhǎng)失效的平均間隔時(shí)間、并降低修復(fù)所需時(shí)間；（7）可降低系統(tǒng)研制成本；VXI 總線十多年的應(yīng)用證明歐式插卡組裝技術(shù)是其中最成功和可靠的技術(shù)，特別適合于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于其采用歐式插卡，還具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）插卡垂向而平行地插入機(jī)箱，有利于通風(fēng)散熱；（2）每塊插卡都有金屬前面板，便于安裝

22、連接器和指示燈；（3）每塊插卡用螺釘鎖住，有較強(qiáng)的抗震、抗顫動(dòng)能力；（4）采用插入式電源模塊，便于維修；（5）適合安裝在標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)機(jī)架上。4.VME 總線VME 總線是一種高性能總線，支持多處理器系統(tǒng)，總線規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)而全面，主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)信號(hào)處理和控制領(lǐng)域。VME 總線特點(diǎn)如下：（1）尋址空間大，數(shù)據(jù)傳輸率高，滿足高性能微計(jì)算機(jī)的要求；（2）在多處理器系統(tǒng)中，其中斷機(jī)構(gòu)可保證各處理器之間的相互通信，提高了多處理器系統(tǒng)的性能；（3）VME 易于組成開放式系統(tǒng)。5. GPIB 總線通用接口總線 (General Purpose Interface Bus,簡(jiǎn)寫為 GPIB)是由 IEEE 協(xié)會(huì);.(

23、Institute of Electrical and Electronic Engineers) 規(guī)定的一種 ANSI/IEEE488 標(biāo)準(zhǔn)。典型的 GPIB 系統(tǒng)由一臺(tái) PC 機(jī)、一塊 GPIB 接口卡和若干臺(tái)BPIB 形式的儀器通過(guò) GPIB 電纜連接而成。 GPIB 技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺(tái)儀器組合起來(lái)， 形成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。GPIB 測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于臺(tái)式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對(duì)計(jì)算機(jī)高速傳輸狀況時(shí)應(yīng)用。 GPIB 最高速率為 1MBytes/s，傳輸距離 20m，器件容量 15 臺(tái)。PXI 總線

24、與 VXI 總線VXI 和 PXI 之間的主要差別源于它們各自的底層總線結(jié)構(gòu)不同。 VXI 基于 VME 總線，而 PXI 基于 PCI 總線， PCI 總線多年來(lái)一直在臺(tái)式 PC 機(jī)中廣泛應(yīng)用。由于標(biāo)準(zhǔn) PCI 總線最大帶寬是 132MB/s，標(biāo)準(zhǔn) VME 總線只有 40MB/s ，所以 PXI 總線更具優(yōu)勢(shì)。使用 PCI 總線的另外一個(gè)好處是能夠降低系統(tǒng)成本，這是因?yàn)楦鞣N PCI 總線硬件插卡種類齊全、生產(chǎn)廠家多 。第三是由于 PXI 插卡尺寸小，所以它能夠?yàn)楸銛y式、臺(tái)式與固定架式裝置提供一個(gè)通用平臺(tái)。VXI 總線的不足是受限于 VME 總線的規(guī)范，速度難于提升。 VME 不是當(dāng)前計(jì)算機(jī)總

25、線技術(shù)發(fā)展的主流，在數(shù)據(jù)吞吐、即插即用、軟件、網(wǎng)絡(luò)連接等方面不及 PCI 總線。 VME 總線采用 TTL 技術(shù)，在 64 位寬度時(shí) TTL 電路固有的噪聲和信號(hào)抖動(dòng)遠(yuǎn)高于 PXI 所使用的 PCI 總線； VME 總線只能 使用 5V 電壓，不能滿足快速傳輸和低功耗的要求，而 PXI 則能使用 64 位的 5V 和 3.3V 信號(hào)，并且使用了與 VXI 相同的組裝技術(shù)。就傳輸速度而言， PXI 為 VXI 總線的三倍多，因而在 PXI 上實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像采集技術(shù)在VXI 上卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。PXI 總線設(shè)計(jì)技術(shù)與 CPCI 總線的差異1在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上PXI 系統(tǒng)的硬件由機(jī)箱

26、 (含電源 )、背板和插入式模板組成。模板用歐洲板規(guī)格，有兩種尺寸： 3U(100×160mm)和 6U(233.35×160 mm)。 3U 模板上有兩個(gè)110 對(duì)接點(diǎn)的 IEC 標(biāo)準(zhǔn)連接器 J1 和 J2，J1 要有 32 位 PCI 信號(hào)線， J2 上有 64 位 PCI 信號(hào)線。此外，它們還包含有 CPCI 定義的各種信號(hào)線。 6U 模板上除了 J1和 J2 外，還增加了 J3、J4 和 J5 連接器，它們留待將來(lái) PXI 進(jìn)一步擴(kuò)充用。在 PXI 機(jī)箱內(nèi)至少有一個(gè)系統(tǒng)控制器模板插槽和一個(gè)外圍模板插槽，插槽;.間距為 20.32mm。一個(gè) PXI 總線段最多可連接

27、7 個(gè)外圍模板，若系統(tǒng)需要更多的外圍模板，可通過(guò) PCI PCI 橋增加總線段。以上特性是 PXI 與 CPCI 在結(jié)構(gòu)上完全兼容的特性，PXI 在結(jié)構(gòu)上要求上的區(qū)別主要是：PXI 規(guī)定系統(tǒng)控制器模板安裝在 1 號(hào)插槽，如果它需要更大的空間，應(yīng)向左邊擴(kuò)充。 PXI 又規(guī)定星式觸發(fā)控制器模板安裝在 2 號(hào)插槽，如果系統(tǒng)不需要該模板， 2 號(hào)槽可供其它外圍 模板用。 PXI 還參照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在模板的安裝方位、強(qiáng)迫風(fēng)冷的能力和氣流方向、 產(chǎn)品的工作和存貯環(huán)境溫度范圍、 電磁兼容性等方面作了明確的規(guī)定。PXI 和 CPCI 的產(chǎn)品具有完全的互操作性，PXI 標(biāo)準(zhǔn)的模板可安裝在CPCI的機(jī)箱中使用，

28、反之亦然。當(dāng)然，在這種情況下，只能實(shí)現(xiàn)CPCI 的功能，而不能執(zhí)行 PXI 特有的功能。2在電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上PXI 所沿用的 CPCI 電氣標(biāo)準(zhǔn)主要有： 33MHz 時(shí)鐘頻率， 32 位和 64 位的數(shù)據(jù)傳輸帶寬， 132MB S(32 位 )和 264MB S(64 位)的峰值傳輸率，支持 3.3V 的電源環(huán)境和即插即用技術(shù)， PXI 所沿用的 CPCI 電氣標(biāo)準(zhǔn)有 PCIPCI 橋擴(kuò)展總線段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。在 PCI 和 CPCI 標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上 PXI 增加的電氣標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種：（1）系統(tǒng)參考時(shí)鐘： PXI 為外圍模板提供精度為土 100ppm 的 10MHz 公用參考時(shí)鐘，它可作為多個(gè)模板的

29、同步信號(hào)。 它在背板上的實(shí)現(xiàn)提供了嚴(yán)格定義的，低失真的信號(hào)。（2）觸發(fā)信號(hào)總線： PXI 規(guī)定了 8 條非常靈活的公共觸發(fā)總線，可用于模板之間的同步與通信。例如，用戶能夠使用觸發(fā)線同步7 個(gè)不同的 PXI 模塊的操作。（3）星式觸發(fā)信號(hào)線： PXI 有 13 條星式觸發(fā)信號(hào)線，它們從星式觸發(fā)控制器插槽分別引向不同的外圍插槽， 而且采用了等線長(zhǎng)技術(shù)， 所以星式觸發(fā)信號(hào)線可以用作向多個(gè)模塊發(fā)送非常精確的觸發(fā)信號(hào)； 主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 首先可以保證系統(tǒng)中的每個(gè)模塊具有單獨(dú)的觸發(fā)總線。 其次。保證了與單一觸發(fā)點(diǎn)的低失真連接。它們還可以用作接收外圍模板的狀態(tài)和響應(yīng)信號(hào)。(4) 本地總線： PXI 的局部總

30、線是一種用戶可定義的菊花鏈總線，它連接每個(gè)外圍插槽及其相鄰插槽， 共有 l 3 根線。從高速的 TTL 信號(hào)到高達(dá) 42V 的模擬;.信號(hào)都可以在本地總線上傳送。本地總線還可以作為高速旁路的通信路徑，而且不影響 PXI 的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。3在軟件結(jié)構(gòu)上PXI 軟件結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是參考了計(jì)算機(jī)和儀器接口最成功最流行的軟件標(biāo)準(zhǔn)， PXI 規(guī)定系統(tǒng)控制器模板和外圍模板必須支持windows95 或 windows NT ，其軟件技術(shù)規(guī)范源于現(xiàn)有的臺(tái)式計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)并受其推動(dòng)。這一規(guī)定使得Microsoft 、Borland C+、Visual Basic 、Lab View 和 Lab WindowsCVI 等語(yǔ)言都可作為開發(fā) PXI 系統(tǒng)應(yīng)用軟件的平臺(tái)。 PXI 還規(guī)定制造商要提供外圍模板驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)模板的系統(tǒng)配置和初始化文件pxisys.ini 和機(jī)箱的初始化文件chassis.ini 等資料，以便用戶能迅速地配置和優(yōu)化系統(tǒng)的資源。PXI 支持 VXI plug & play 系統(tǒng)聯(lián)盟推薦的虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu) (Virtual instrument