工控機(jī)之總線篇

沈佳佳張威(男)張威(女)木里德爾熱娜李瑞川張斌王琪玨楊忠工控機(jī)之總線篇工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在，更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡(jiǎn)稱IPC，全稱IndustrialPersonalComputer。它是一種加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)，它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。通俗的說，就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)?？偩€（Bus）是工業(yè)計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，是由導(dǎo)線組成的傳輸線束?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。工控機(jī)總線STD總線工控機(jī)VME總線工控機(jī)PC總線工控機(jī)多總線工控機(jī)工控機(jī)所采用EISA總線PCI總線ISA總線XT總線目前市場(chǎng)上PC總線的工控機(jī)PC總線工控機(jī)CompactPCI總線PC104總線XT總線采用Intel8088處理器的體系結(jié)構(gòu)，為8位擴(kuò)展總線，工作頻率為4.77MHz，最大傳送速率為2.39Mbit/sISA總線就是AT總線(XT總線的擴(kuò)展)，也稱PC總線，它是在XT總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)充設(shè)計(jì)的16位工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線，其尋址空間最大16MB，操作速度為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸率為16Mbit/sISA總線插槽示意圖EISA總線(ExtendedIndustryStandardArchitecture):擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)是32位總線，它支持總線主控，其數(shù)據(jù)傳率可達(dá)32Mbit/s。它吸收了IBM微通道總線的精華，并且兼容ISA總線。但現(xiàn)今已被淘汰。PCI總線（主流）(Peripheral

ComponentInterconnect):外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)是INTEL公司推出的，它支持并發(fā)CPU和總線主控部件操作，支持64位奔騰處理器。CompactPCI是一種基于標(biāo)準(zhǔn)PCI總線的小巧而堅(jiān)固的高性能總線技術(shù)。該技術(shù)由1994年P(guān)ICMG提出，它定義了更加堅(jiān)固耐用的PCI版本。在電氣、邏輯和軟件方面，它與PCI標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。CompactPCI總線工控機(jī)是為高可靠性應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，其低價(jià)位、高可靠、熱插拔、熱切換、多處理器能力等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用，被認(rèn)為是繼STD和IPC之后的第三代工控機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)PC104總線是工業(yè)界公認(rèn)的嵌入式PC標(biāo)準(zhǔn)。是在AT總線的基礎(chǔ)上對(duì)電氣特性、機(jī)械特性等方面進(jìn)行了改進(jìn)(縮小模板體積、降低功耗)，以滿足嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的需要。它共有104條信號(hào)線，模塊的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為90mmX96mm。PCI04總線具有獨(dú)特的自棧式總線結(jié)構(gòu)，無底板，因而應(yīng)用于嵌人式設(shè)備場(chǎng)合。

PC104萬用表卡阿爾泰ART7001(萬用表卡）STD總線STD總線是由美國(guó)Pro-Log公司和Mostek公司作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而制定的8位工業(yè)I/O總線，隨后發(fā)展成16位總線，其主要技術(shù)特點(diǎn)是“分時(shí)復(fù)用技術(shù)”。STD總線工控機(jī)是機(jī)籠式安裝結(jié)構(gòu)，具有標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、模塊化、組合化、尺寸小、成本低、PC兼容等特點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試簡(jiǎn)單。STD總線工控機(jī)已經(jīng)升級(jí)到486DX，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用要求。典型的STD總線工控機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成VME（VersaModuleEurocard）總線VME總線是一種通用的計(jì)算機(jī)總線，由Mostek、Motorola以及Philip和Signetics公司聯(lián)合發(fā)明，在圖像處理、工業(yè)控制、實(shí)時(shí)處理和軍事通信中得到了廣泛應(yīng)用。1987年，VME總線被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1014-1987。其數(shù)據(jù)寬度為32位，最大總線速率是40MB/s。1996年的新標(biāo)準(zhǔn)VME64（ANSI/VITA1-1994）將總線數(shù)據(jù)寬度提升到64位，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為80MB/s。由FORCECOMPUTERS制定的VME64x總線規(guī)范將總線速率提高到了320MB/s。VME總線工控機(jī)VME總線工控機(jī)是實(shí)時(shí)控制平臺(tái)，也一直是許多嵌人式工業(yè)應(yīng)用的首選機(jī)型。

VME總線的框圖：多總線工控機(jī)多總線工控機(jī)多采用MULTIBUS總線，以INTEL工控機(jī)為代表，主機(jī)CPU類型有80386、80486和Pentium等Multibus總線MultibusI和MultibusII簡(jiǎn)稱為MBI和MBII。MBI系統(tǒng)總線由Intel公司于1974年提出，用于SBC微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所以又稱SBC多總線。這是一種16位多處理機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線，并由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議承認(rèn)而定名IEEE796。20世紀(jì)80年代末隨著32位高速CPU的問世，1985年Intel公司推出適應(yīng)32位微機(jī)的總線MBbusII(IEEE1296)，它是由16位的MBI擴(kuò)展而來的。MBII具有自動(dòng)配置系統(tǒng)的能力，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)40MB/s(MBI數(shù)據(jù)傳輸率只有10MB/s)。木里德爾084774624熱娜084774722李瑞