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PI系列总线及其应用

PI系列总线及其应用

点击数:7942 次   录入时间:03-04 11:48:07   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘

 (1) 通信领域的高速交换机及路由器。与VME等总线相比, CompactPCI总线有更好的性 价比、与PC更好的互通性,使其应用越来越广泛。

 (2) 实时机器控制器;

 (3)工业自动化;

 (4)测试系统;

 (5)军用通信系统。

 

3  PXI总线(PCI eXtensions for Instrumentation)

 

  PXI总线协议由PXISA于1997年8月最初发布PXI 1.0,随后于2000年7月做了修订,是为PXI 2.0。正如其名字所言,PXI将标准PCI进行了扩展,使其适用于仪器与自动化领域等的应 用 。

  PXI分别采用了标准PCI的电气特征,CompactPCI的外形及机械特征,将标准PCI规范电气 特 征与CompactPCI采用的欧式卡(Eurocard)和IEC高性能连接器相结合。这种结合使PXI系统每个总线段可有最多8个插槽,而不是桌面PCI系统中的4个。PXI还定义了触发机制、局部总线、系统时钟等功能,满足了仪器应用中的高性能和特殊要求。为了简化系统集成,PXI定义了一种软件体系结构(如WIN95/98/NT/2000),并要求每个PXI外围模块有相应的设备驱动程序。同时,还定义了一种虚拟仪器软件结构(VISA),VISA主要用于模块定位及与串口 、VXI、GPIB等外围模块相互通信。<![endif]>

  PXI典型应用:

    ① 测试仪器;

    ② 数据采集;

    ③ 工业现场控制与自动化。

 

4  PCI-X总线

 

  虽然标准PCI 22规范已经定义了64 位、66 MHz的PCI总线,其最大带宽533 MB/s,但是 ,由于服务器和高端PC用户所需处理的数据吞吐量越来越大,即使64 B/66 MHz PCI总线 提供的533 MB/s带宽仍显不够时,便迫切需要一种新的标准来取代目前的接口,就象当初 P CI 取代  ISA 总线一样。这个任务便由PCISIG于2000年正式发布了PCI-X 10规范承担了起来。PCI -X协议最初由服务器的主要生产商Compaq、HP 和 IBM提出,随后提交给PCISIG,由其最终 标准化并发布。

  PCI-X总线的出现,使系统设计者能以最高133 MHz的时钟使用 64 位或32位的PCI总 线, 获得的最大带宽可达1066 MB/s。如此高吞吐量性能的获得主要是由PCI-X规范与标准PCI的 两个重要差别带来的:一是通过一种称作“寄存器到寄存器”的协议,使更高时钟频率的使用成为可能;二是使用了一些新的解析与传送协议,如:特征周期(Attribute Phase)、事务分离(Split Transactions)、优化等待状态(Optimized Wait States)、标准大小数据块传送(Standard Block Size Movements)等,提高了总线的传送效率。下面对这些新技术做一简单介绍:

  (1)特征周期PCI-X协议中,在每个事务的地址周期与数据周期之间引入 了一个36位的特征周期,该周期包含了诸如事务量大小、事务顺序、缓冲量检测及事务发起者身份鉴别等信息,使总线上各设备之间的操作更加透明和优化。

  (2)事务分离PCI-X协议引入的事务分离技术,允许一个正在向某个特定 目标设备请求数据的设备,在目标设备准备好发送数据之前,处理到来的其他任何事务。而在标准 PCI 体系中,请求发起者将停止处理新的事务,直到与目标设备之间的数据处理完毕为止。这便提 高了总线的使用效率。

  (3)优化等待状态标准PCI规范中,当慢速设备与PCI总线通信时,经常需 要插入若干等待 周期。PCI-X为了减小这种无谓消耗,除了上述的“事务分离”技术外,还采用了将未准备好传送数据的设备从总线上移走的技术,这样便又减少了等待状态,使总线可为其他设备所 用,提高了总线和内存资源的使用效率。

  (4)标准大小数据块传送PCI-X协议规定PCI-X适配器和桥(主机到PC I-X和PCI-X到PCI- X桥)只能进行以128字节对齐的事务分拆。这种机制推荐进行持续期长的猝发传送,使对基于缓存机制的资源(如处理器总线、主存等)更高效地利用成为可能。这也使在PCI-X设备之间使用管道传送体系结构更加容易。

  PCI-X总线完全兼容现有的PCI总线和操作系统。PCI-X设备可以工作于标准PCI总线,标准PCI设备也可以工作于PCI-X总线。

  作为PCISIG PCI-X工作组的发起者和领导者,Compaq开发了PCI-X适配器和系统级的 解决方案,并于2000年中期推出基于PCI-X体系的x86系统。Compaq还将PCI-X应用在了Alpha 服务器和NonStop Himalaya系统之中。

    PCI-X的应用:

  ① 企业级服务器及高端PC;

  ② 通信设备交换单元I/O结构。

 

5  SmallPCI总线

 

  随着高性能的和具有良好扩展性能的PCI系统的广泛应用,在某些高速发展的领域(如移动 计算与通信)提出了对具有较小物理尺寸的PCI产品的需求。于是,PCISIG组织了工作组进行了这类PCI总线标准的制定,即为SmallPCI标准,称作“小型PCI”。

  因为尺寸的限制,SmallPCI总线不具有标准PCI总线的64位扩张能力,但拥有标准PCI的所 有其他性能,如:32-bit数据/地址总线、132 MB/s的最大传送速率、总线主控功能等。同时SmallPCI包括CLKRUN信号,可以通过控制PCI时钟频率的高低来降低系统功耗。

  第一个SmallPCI产品是IBM在日本推出的桌面PCIBM 6860一个更小的PC, 它有2个SmallPCI插槽、2个扩展卡插槽、2个(或4个)PCMICA插槽。其他的SmallPCI产品及 开发工 具提供商还有:TI,Micro Industries,Molex等。

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