VME总线的结构和工作原理
VME总线
图 VME总线接口
VXI总线接口技术
• VXIbus是VME总线在仪器领域的扩展(VMEbus eXtension for Instrumentation)。 • 1987年4月，美国Colorado Data Systems、HewlettPackard、Racal、Dana Instruments、 Tektronix和 Wavetek等五家著名仪器公司求同存异，组成VXI总线 联合体（VXIbus Consortium Inc.），提出 VXIbus Rev.1.3规范文件。 。 • 1992年9月17日美国IEEE-P1155采纳VXIbus Rev.1.4 作为IEEE工业用标准的基本文件。 • 1993年9月22日成立VXI即插即用系统联盟(VXI Plug&Play System Alliance)。该联盟由National Instruments、GenRad、Racal Instruments、Tektronix 和Wavetek五家公司发起，提出 VPP规范文件。
VXI模块与主机箱
VXI主机箱
组件模块的机械载体是主机箱(Mainframe)。与模块尺寸 类型相适应，主机箱也有A、B、C、D四种尺寸可选择。 模块互连载体是主机箱的背板(Backplake)，背板与模块 之间通过总线连接器衔接：三个96芯的连接器J1、J2、J3， 模块上的连接器对应为P1、P2、P3。 VXI规定，一个主机箱最多有13个(0～12号)槽位，其中0 号槽比较特殊，位于机箱的最左边或最底部。 VXI主机箱还为系统提供适合仪器工作要求的公用电源、 冷却和电磁屏蔽环境条件。
VXI总线信号线
VXI总线信号线
VME计算机总线
• 1．数据传输总线（DTB） DTB由总线主模块控制，用于主、从模块之间传递数据和状态/ 识别信息。分为寻址线、数据线和控制线。 • 2．DTB仲裁总线 VME总线支持多处理器的分布式系统。仲裁总线用来解决多个 主模块争夺DTB总线使用权的问题，防止总线冲突。 • 3．优先中断总线 供VME总线系统的中断器（Interrupter）和中断处理器 （Interrupt Handler）之间进行中断请求和中断认可使用。 • 4．公用总线 为系统提供时钟、系统初始化及故障检测等功能。
VME自定义总线接口设计精品资料
VME自定义总线是一条并行运行的总线,该总线采用数据广播的方式,可以方便各个板块同时接收同一个数据。其由同步控制卡提供5KHz时钟,每200us同步控制卡将数据锁存线拉高,向光栅译码卡发出一个脉冲,此时光栅译码卡和激光干涉仪等设备锁存该时刻的数据,其读数不再发生变化,然后同步控制卡产生一连串的读取信号,将各个光栅尺的数据读出。同时切换总线上的地址,并生成采样保持,读取和地址三个信号置于自定义总线,运动控制卡通过对自身所需的地址的识别在读信号低电平时获得相应位置传感器的信号。
关键词:
FPGA;VME;自定义总线;光栅译码卡
1引言
在光刻机双工件台控制系统中,VME总线使用了三个接口共430根线路接入,通过背板互联的有P1,P2两个接口320根线路接入。实际上VME标准协议并没有完全使用全部线路,而是为用户预留了部分自定义线路,增加了设计的灵活性[4]。由于VME总线主要用于工控机与各板卡的通信,同步控制卡与激光计数卡和光栅译码卡使用总线就会产生严重冲突,影响采用是实时性,因此这里将VME总线中未使用的管脚作为自定义总线管脚,这样避免了增加新的硬件接口,而且在硬件设计上可以和VME总线一起考虑。自定义同步总线数据传输完全根据主控总线提供的时序进行,地址线包含了对数据发送和接收方的定义。每个总线传输周期中,数据发送端和接收端的身份根据地址寻址关系自动切换,而避免了总线控制权更迭时的握手,及数据传输优先级或传输抢占等问题,总线控制信号来自同一个时钟域,从节点仅响应控制信号,可忽略节点间时钟相位差影响。在每个伺服周期,设计了一个数据传输序列来实现共享数据交互。数据传输序列由若干个总线传输周期构成,每个周期完成32bit的数据共享。通过设定总线地址来设置数据传输序列的传输内容,当所有的设定总线地址被遍历,则当前周期数据传输已经完成,所有被规划传输的数据都被所有的运动控制卡所共享[1]。
基于FPGA的VME总线接口的设计与实现
关键 词 ： 现场可编程门阵列 ； 虚拟机器环境 ； 总线接 口
中图分 类号 ： Ｎ ５．１ Ｔ ９７５
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： Ｎ ２１１（０１０—１７ ４ Ｃ ３—４３２１）３０１— ０
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓｇ ｎｄ Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆ ＶＭ Ｅ ｓ Ｉ ｔ ｒ ａ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ＦＰＧＡ Ｂａ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓ ｄ ｏ
Ｓ 总 线和 欧 式 卡 基 础 上 提 出 的 。ＶＭＥ的 数 据 传 Ａ
输 机制 是异 步 的 ， 多个 总线 周期 ， 有 地址 宽 度 是 １ 、 ６ ２ 、２ ４ ４ ３ 、０或 ６ ４位 ， 数据 线路 的宽度 是 ８ １ 、４ ３ 、 、 ６ ２ 、２
此 ， 计一 种高 速传 输 的接 口总 线对 信 号 处 理 有 着 设
多 的并 行标 准 总线 。 由于 ＶＭＥ具有 总 线众 多 的功
模块 虽 然各有 分工 ， 是要想 集体 配合 ， 但 还需 要总 线 的支 持 。主设 备用 于启 动 数 据传 输 总 线 周期 ， 便 以
此外 还 有 Ｕｎ ｌ ｎ ｄ ａａ传 输 能力 、 差 纠 正 能 力 ａｉ ｅ Ｄ ｔ ｇ 误
和 自我 诊断 能力 ， 用户 可 以定义 １０ 端 口。 ／
ＶＭＥ总线 的功能 构 架 如 图 １所 示 。各 个 功 能
式 中 断 的 优 点 ， 高 传 输 速 度 可 达 ５ ０ Ｍｂ ｓ 最 ０ ／ 。 ＶＭＥ总线是 目前 应 用 最 为 广 泛 、 得 各 方 支 持 最 获
２１ ０ １年 ６月 第 ３ 卷 第 ３期 ４
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨＩ ０ＡＲＤ ＩＥＣＴＲ（ ＮＩ Ｃ０ＵＮＴＥ ＰＢ Ｅ ） Ｃ ＲＭ ＥＡＳ ＵＲＥ
Vxworks中的VME总线
在vxworks中地址分配的选择不是一个很重要的问题，本地地址可以使部分VME总线地址空间变得模糊。一些目标板不能对内存总线的低地址进行寻址，因为它们的本地地址从0开始。对于vxworks这不是一个问题，因为所有VME设备的驱动程序都是可以配置的。但设备冲突可能会是一个系统问题。
VME总线中断确认
VME总线中断请求必须得到接收器的确认。一些实施者选择迫使ISR来回应中断的方法，但是更加规范的首选方法是使ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件自动确认中断请求，并给CPU提供正确的中断向量。
我们并不推荐使用软件中断确认的方法，因为那样会严重影响系统的性能。
系统控制器不是由一个软件设置的寄存器来激活的。对于软件来说，具有能够读取系统控制器状态(开/关)的能力是很有用的。
当一个本地的复位信号被激活时，总线系统控制器应该申明总线复位信号。
系统控制器不需要判断所有的总线优先级，但如果它只判断一个级别，那通常是第三个级别。
VME总线访问的动态总线规模
规范中定义了三种地址类型：
. A16短地址
. A24标准地址
. A32扩展地址
除此之外，板外设备经常有数据长度的限制。很多实施者对同一VME总线提供不同数据长度(D16或D32)不同的窗口大小.
系统控制器负责中断协处理器并且申明一个BERR信号，较好的工具允许这个暂停时间在最短16毫秒到无限长的时间内选择。系统控制器LED可用于判断用户优先级的逻辑状态。
邮箱中断
邮箱中断和位置监视拥有相似的机制，此机制可作为内部处理器的同步方法。
仲裁
如果支持二中选一的仲裁级别，板子应该默认总线请求级别为3，并提供跳线机制。
通常很方便选择总现释放方式，相应的有：RWD(release when done)、ROR(release on
VME总线的结构和工作原理解析
总线的基本概念
VME总线的主要特点：
• • • • • • •
结构：Master/Slave 数据传输方式：异步传输，复用/非复用周期 地址宽度：16/24/32/40/64 bit 数据宽度：8/16/24/32/64 bit 中断级别：7级 多处理器能力：支持1~21个处理器 数据传输速率：0 - 500+ Mbyte/sec
LWORD*
BERR*
DTACK*
DTB的控制机制和工作时序
4. 字节组 只有两个最低有效位地址不相同的一组字节地址单 元称为4字节组
种类
字节（0） 字节（1） 字节（2） 字节（3）
字节地址
XXXX…XXXXX00 XXXX…XXXXX01 XXXX…XXXXX02 XXXX…XXXXX03
DTB的控制机制和工作时序
VME总线的结构和主要功能模块
CPU插件板 系统控制器插件板
数据处理设备
输入输出插件板 存储器插件板
数据输入输 出设备 数据 存储 设备
主 设 备
IAC 系统 串行 K菊 总线 电源 裁决 时钟 时钟 监视 花链 定时 器 驱动 驱动 器 驱动 器 器 器 器 地址 单元 请求 监视 器 器
中 断 器
DTB的控制机制和工作时序
9. 数据传送承认（DATCK*）
中断 处理 器
请 求 器
从 设 备
中 断 器
从 设 备
底板接口 逻辑
底板接口逻辑
底板接口逻辑
底板接口逻辑
DTB 优先级中断 DTB裁决 公用
VME总线的结构和主要功能模块
VME总线功能分类：
• 数据传送（DTB） • DTB裁决 • 优先权中断 • 公用
vme总线规范
竭诚为您提供优质文档/双击可除vme总线规范篇一：VmeVme总线的工作原理简介(转载）20xx-03-0610:24Vme总线的工作原理简介李慎旭李东方高原山东电视台发射台有4个频道的主机是汤姆逊公司生产的全固态电视发射机，除2频道外其他3个频道的主机都配置了计算机控制系统，且这种计算机控制系统是基于Vme总线的。
Vme总线出现于1981年，它是由motorola公司推出的，经过二十几年连续不断的开发，是稀有的进入21世纪仍然大规模应用的工控总线，Vme总线如此强大的生命力和广阔的应用前景源自Vme总线的许多独具的特点。
由于电视发射机属于专用设备，应用规模少，而从国外引进的全固态电视发射机数量更少，因此各种电视技术期刊中对Vme总线的介绍更是稀少，本文即是对Vme总线的标准及其工作原理的简介，以便给同业人员研究基于Vme总线全固态电视发射机的计算机控制系统提供一些帮助。
一、Vme总线类属计算机系统中应用的总线可分为外部总线和内部总线两大类。
外部总线如：Rs-232-c、Rs-485、ieee-488、usb 等总线；而内部总线又可分为系统总线和片级总线，片级总线如：i2c总线、spi总线、sci总线等；系统总线如：isa 总线、eisa总线、Vesa总线、pci总线；工业现场总线如：Vme，std、pc-104、compactpci等。
二、Vme总线简介Vme总线，Versamodeleurocard由motorola公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线，其主要特点是Vme 总线的信号线模仿motorola公司生产的68000系列单片机信号线，由于其应用的广泛性被ieee收为标准，即ieee1014-1987,其标准文件为Vmebusspecifica tionRevc.1。
Vme总线的插板一般有两种尺寸，一种是3u高度的带一个总线接口j1，高*长为100mm*160mm，另一种是6u高度的带2个总线接口j1、j2，高*长为233mm*160mm。
第15章 VME总线规范
4．公用总线
• • • • • • • • 系统时钟16MHz(SYSCLK) 系统复位(SYSRST) 系统失效(SYSYFAIL) 交流电源失效(ACFAIL) 5V电源(+5V) 12V电源(+12V) -12V电源(-12V) 5V备用电源(+5VSTDBY)
数据传送总线
• 总线周期介绍 读／写周期 读－修改－写周期 块传送周期 非数据传送寻址周期 中断响应周期
VME总线功能模块
• • • • • • • • • 1、总线主控 2、目标 3、局部监视器 4、总线定时器 5、中断控制器 6、中断发生器 7、总线请求器 8、总线仲裁器 9、系统时钟
VME总线信号
VME总线信号布置
• VME总线的每个D型联接器共有三列信 号．称为A、B、C列、装在背板上的联 接器称为P1、P2，插件板上的联接器称 为J1、J2，表15.1，表15.2分别列出了P1、 J1、P2、J2中各信号的位置．
DTB仲裁总线
1 总线仲裁系统
总线仲裁系统方框图
2 获取DTB控制权 总线主控在传送数据前，必须先通 过板上的总线请求器获得DTB控制权。 当有多个总线主控申请使用DTE时，总 线仲裁器按优先级分配总线使用权。然 后通过总线请求器通知总线主控。
3
DTB仲裁总线结构
4 总线仲裁器介绍 • 1． PRI仲裁器 • 2、 RRS仲裁器 • 3 、SGL仲裁器
5 总线请求器介绍 • 1、 RWD总线请求器 • 2． ROR总线请求器 • 3 、FAIR总线请求器
VEM总线中断
总线中断功能模块
• 1、中断控制器 2．中断发生器
3．典型的中断操作
VME总线中的公共总线介绍
VME总线的工作原理简介
VME总线的工作原理简介李慎旭李东方高原山东电视台发射台有4个频道的主机是汤姆逊公司生产的全固态电视发射机，除2频道外其他3个频道的主机都配置了计算机控制系统，且这种计算机控制系统是基于VME总线的。
VME总线出现于1981年，它是由motorola公司推出的，经过二十几年连续不断的开发，是稀有的进入21世纪仍然大规模应用的工控总线，VME总线如此强大的生命力和广阔的应用前景源自VME总线的许多独具的特点。
由于电视发射机属于专用设备，应用规模少，而从国外引进的全固态电视发射机数量更少，因此各种电视技术期刊中对VME总线的介绍更是稀少，本文即是对VME总线的标准及其工作原理的简介，以便给同业人员研究基于VME总线全固态电视发射机的计算机控制系统提供一些帮助。
一、VME总线类属计算机系统中应用的总线可分为外部总线和内部总线两大类。
外部总线如：RS-232-C、RS-485、IEEE-488、USB等总线；而内部总线又可分为系统总线和片级总线，片级总线如：I2C总线、SPI总线、SCI总线等；系统总线如：ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线；工业现场总线如：VME，STD、PC-104、compact PCI等。
二、VME总线简介VME总线，Versamodel Eurocard由Motorola公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线，其主要特点是VME总线的信号线模仿Motorola公司生产的68000系列单片机信号线，由于其应用的广泛性被IEEE收为标准，即IEEE 1014-1987,其标准文件为VMEbus specification Rev C.1。
VME总线的插板一般有两种尺寸，一种是3U高度的带一个总线接口J1，高*长为100mm*160mm，另一种是6U高度的带2个总线接口J1、J2，高*长为233mm*160mm。
一般每块VME总线的插板上的接口J1、J2都有96针，每一个接口都是3排，按A、B、C排列，每排32针，J1一般用于直接与VME总线相连，J2的中间列用于扩展地址总线或数据总线，另外两列可由用户定义及I/O、磁盘驱动及其他外设等，（注意：我们应用的全固态电视发射机的I/O板和RC/RI板就扩展了J2口的针脚。
VME接口板设计
VIACKOUT = 1; // 不能乱传中断应答
VDTACK := 0; // 不能随便应答
if (!RST) then SV0
else if (!CS_VME) then SV1 // VME 普通读写
else if (!VIACK & !VIACKIN) then SV4
else if (!CS_VME) then SV3 // 本周期没完没了
else SV0
with {VDTACK := 0; }
// SV4..SV7 为中断应答周期
State SV4:
VIACKOUT = H; // 情况不明,先别往下传
VDTACK := L;
if (!RST # VIACK # VIACKIN) then SV0
if (!RST) then SV0;
else if (!BUSYL) then SV2 // 双口正忙
else SV3
with { VDTACK := 1;}
State SV3:
VIACKOUT = 1; // 不传中断应答
VDTACK := 1; // 准备好了
if (!RST) then SV0
..
//==========================================
// VME 总线周期控制之状态机 (包括中断应答)
//==========================================
State_Diagram [Qv2,Qv1,Qv0];
IntVec.clk = VCLK;
VIRQ3.clk = VCLK;
VME
VME总线的工作原理简介(转载）2009-03-06 10:24VME总线的工作原理简介李慎旭李东方高原山东电视台发射台有4个频道的主机是汤姆逊公司生产的全固态电视发射机，除2频道外其他3个频道的主机都配置了计算机控制系统，且这种计算机控制系统是基于VME总线的。
VME总线出现于1981年，它是由motorola公司推出的，经过二十几年连续不断的开发，是稀有的进入21世纪仍然大规模应用的工控总线，VME总线如此强大的生命力和广阔的应用前景源自VME总线的许多独具的特点。
由于电视发射机属于专用设备，应用规模少，而从国外引进的全固态电视发射机数量更少，因此各种电视技术期刊中对VME总线的介绍更是稀少，本文即是对VME总线的标准及其工作原理的简介，以便给同业人员研究基于VME总线全固态电视发射机的计算机控制系统提供一些帮助。
一、VME总线类属计算机系统中应用的总线可分为外部总线和内部总线两大类。
外部总线如：RS-232-C、RS-485、IEEE-488、USB等总线；而内部总线又可分为系统总线和片级总线，片级总线如：I2C总线、SPI总线、SCI总线等；系统总线如：ISA总线、EISA总线、VESA总线、PCI总线；工业现场总线如：VME，STD、PC-104、compact PCI等。
二、VME总线简介VME总线，Versamodel Eurocard由Motorola公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线，其主要特点是VME总线的信号线模仿Motorola公司生产的68000系列单片机信号线，由于其应用的广泛性被IEEE收为标准，即IEEE 1014-1987,其标准文件为VMEbus specification Rev C.1。
VME总线的插板一般有两种尺寸，一种是3U高度的带一个总线接口J1，高*长为100mm*160mm，另一种是6U高度的带2个总线接口J1、J2，高*长为233mm*160mm。
VME总线结构的多计算机铝箔粗轧机厚度控制系统
辊调零和平整控制。
位置控制和压力控制是轧机最基本的控制方式，
都属于内环控制。厚度控制的最终操作是通过这两
个闭环控制中的一个来实现的。
５．３压力补偿控制
当来料厚度变化△日时，引起轧制力变化ＡＰ，根
据轧机的弹跳方程，出口厚度产生的厚度偏差为Ａｈ＝
△∥Ｋ。如果采用ＡＧＣ系统进行辊缝调节，则轧件出
口厚度变化为ｚｉｈ＝ＡＰ／Ｋ＋△Ｓ（ＡＳ为辊缝调节量）。 ５．４反馈ＡＧＣ
度。鉴于被控对象具有一定的滞后特性，所以本系统
采用Ｓｍｉｔｈ滞后预估补偿器进行滞后补偿，即通过预
估模型来预测输出的变化，并进行超前反馈，以抵消
测厚仪测量的滞后时间。
５．５多级ＡＧＣ
为解决单级ＡＧＣ控制时控制调节器存在的饱和
现象需采用多级ＡＧＣ控制。第一级控制器为厚度偏
差反馈控制器，在其极限输出范围内作ＰＩ调节；当第
１基本硬件结构
ＶＭＥ总线的多处理器实时控制系统，在实时控制 和并行处理能力上是普通工控机和ＰＬＣ控制无法比 拟的。其控制中心（ＣＰＳ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ）） 的主要组成为箱式机架结构（ＶＭＥｂｕｓ）、工业以太网 交换机、接线单元。ＶＭＥｂｕｓ是ＣＰＳ的核心，直接影响 轧机的轧制性能。主要组成：
ＶＡＮＴＡＧＥ集散系统控制软件简称ＴＣＳ，集中安 装于工程师站中。ＴＣＳ画面监控采用ＬＡＢＶＩＥＷ ＲＵＮ ＴＩＭＥ实时运行软件，通过实时数据传输系统ＲＤＳ （Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ Ｄａｔａ Ｓｅｒｖｅｒ）传输现场实时数据、故障信息 等。ＬｏｇｉＣＡＤ３２软件是整个ＴＣＳ系统的后台软件，主 要用于对硬件组态、通讯、在线调试、修改、监控等。 采用ＬｏｇｉＣＡＤ ３２软件进行全程多变量编程，将 ＶＡＮＴＡＧＥ系统分为轧机机架控制应用程序、现场总 线驱动器应用程序、厚度测量和控制（ＡＧＣ）应用程 序、板形测量和控制应用程序（ＡＦＣ）、轧制道次应用 程序、生产数据应用程序和产品最优化应用程序。这 些应用程序通过ＲＤＳ（实时数据服务器）进行处理。 轧机机架控制应用程序，主要用于辊缝位置、压力及 工作辊弯辊控制等，包括机架校正程序、轧机弹跳曲 线校准程序、机架临界安全监测程序等，主要功能为 轧机自动靠零控制、油缸位置闭环控制、油缸压力闭 环控制、压力补偿（ＧＭＴＲ）控制、倾斜控制和开、闭辊 缝控制等；现场总线驱动器应用程序，可实时地对轧 机运行状态以及由轧机直流传动、ＰＬＣ传送的数据进 行监控，并将数据存人ＲＤＳ内，以便对轧机直流传动 进行维护和最优控制；厚度调整应用程序，利用ＳＯＮＹ 位移传感器设定轧机液压缸位移，依靠高精度测厚仪 测量铝箔出口厚度作为控制器的反馈，通过调节辊 缝、压力、主机速度、开卷张力等多种参数，实时地对 铝箔厚度偏差进行精确控制；板形测量和控制应用程 序（ＡＦＣ），利用Ｖｉｄｉｍｏｎ辊在线测量铝箔宽度方向上 的张力分布，与系统数据库的板形模型进行比较，最 终通过控制器控制工作辊弯辊、轧辊倾斜及轧辊分段 喷液冷却进行板形控制；产品最优化应用程序，通过 ＲＤＳ的数据实时地控制各个ＣＰＵ的工作状态，建立数 据库以保证产品在厚度公差范围内达到最优控制。
VME通讯模式介绍
VMEVME（VersaModule Eurocard）总线是一种通用的计算机总线，结合了Motor ola公司Versa总线的电气标准和在欧洲建立的Eurocard标准的机械形状因子，是一种开放式架构。
它定义了一个在紧密耦合（closely coupled）硬件构架中可进行互连数据处理、数据存储和连接外围控制器件的系统。
经过多年的改造升级，VME系统已经发展的非常完善，围绕其开发的产品遍及了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等领域。
VME的特点VME的数据传输机制是异步的，有多个总线周期，地址宽度是16、24、32、4 0或64位，数据线路的宽度是8、16、24、32、64位，系统可以动态的选择它们。
它的数据传输方式为异步方式，因此只受制于信号交换协议，而不依赖于系统时钟；其数据传输速率为0～500Mb/s；此外，还有Unaligned Data传输能力，误差纠正能力和自我诊断能力，用户可以定义I/O端口；其配有21个插卡插槽和多个背板，在军事应用中可以使用传导冷却模块。
VME结构因为是两种标准的结合，那么VME系统也可以被看作是两个部分。
一个部分是它的机械构架，此部分决定着VMEbus 系统背板、前置面板和嵌入板的尺寸大小；而另一部分则是功能构架，它定义了系统的运转流程。
1 VME的机械结构VME机械构架中的主要部分为背板，是一个印刷电路板。
它的大小有三种型号：3U（160mm ×100mm）、6U（160mm ×233mm）和9U（367 mm× 400mm）。
根据VME64x标准，VME系统中有三种连接器，它们分别是P0/J0、P1/J1和P2/J 2，“P”和“J”分别代表了PLUG和JACK连接器。
P1/J1和P2/J2连接器有96个管脚，排列成三排，每排32管脚；P0/J0连接器则有95个管脚。
3U型背板只具有P1/J1或P2/J2连接器，而6U型背板则同时具有J1和J2连接器。
nvme协议栈结构
nvme协议栈结构（原创实用版）目录1.NVMe 协议简介2.NVMe 协议栈结构概述3.NVMe 协议栈结构详解3.1 物理层3.2 链路层3.3 网络层3.4 传输层3.5 应用层正文【NVMe 协议简介】VMe（Non-Volatile Memory Express）是一种专门为固态硬盘（Solid State Drive，简称 SSD）设计的高性能、低延迟的存储器接口规范。
相较于传统的 ATA（Advanced Technology Attachment）接口，NVMe 在性能和效率方面具有显著优势。
NVMe 协议从物理层到应用层，为 SSD 提供了一种全新的数据传输和管理方式。
【NVMe 协议栈结构概述】VMe 协议栈结构分为五个层次，分别是物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。
下面将分别对这五个层次进行详细介绍。
【NVMe 协议栈结构详解】【3.1 物理层】物理层主要负责 SSD 与主机之间的物理连接，包括信号传输、电源管理等功能。
物理层定义了 NVMe 协议所使用的接口形式，如 PCIe、SATA 等。
【3.2 链路层】链路层负责在 SSD 和主机之间建立、维护和断开连接。
链路层包括了数据链路层和物理层的管理功能，如错误检测与纠正、流量控制等。
链路层将数据分帧，以便在物理层进行传输。
【3.3 网络层】VMe 协议中并没有专门的网络层，因为 NVMe 主要用于本地存储系统。
但在某些场景下，例如通过网络连接的存储设备，NVMe 可以与网络协议（如 TCP/IP）相结合，实现网络存储功能。
【3.4 传输层】传输层是 NVMe 协议的核心部分，负责处理 SSD 与主机之间的数据传输。
传输层采用基于队列的数据传输模式，可以有效地减少数据传输过程中的延迟。
传输层还支持多种数据压缩和加密方式，以提高数据传输的效率和安全性。
【3.5 应用层】应用层负责处理具体的存储任务，如数据读写、删除、trim 命令等。
VME总线的结构和工作原理
请求器 A
主设备 B
请求 级2
请求器 B
DTB的裁决
裁决器闲 裁决过程中 裁决过程中
BR1*
由请求 器驱动
BR2*
主设备B控制 DTB
主设备A控制 DTB
BBSY*
由裁决 器驱动
BG1IN*
BG2IN*
总线的基本概念 VME总线结构和主要功能模块 DTB的控制机制及工作时序 DTB的裁决 优先级中断总线 公用总线 64位VME总线简介
DTB的控制机制和工作时序
9. 数据传送承认（DATCK*）
从设备驱动。在写周期，从设备驱动DATCK*为低表 示它已经成功接收了写入的数据；在读周期从设备 驱动DATCK*为低表示它已经把数据放上数据总线 10. 总线错（BERR*） 从设备或总线定时器驱动 BERR* 为低，向主设备 表明数据传送不成功
接收D00~D07上的数据
终止周期，释放地址线 、地址修改码、 LWORD*、IACK*
DTB的控制机制和工作时序
典型的数据传送周期的例子（单字节读周期） 5 主设备 将DS0*、AS*驱动为高 如果是最后的周期，释放 DS0*、DS1*和AS* 从设备 释放D00~D07 释放DTACK*
DTB的控制机制和工作时序
数据传送周期时序（地址广播）
AM0~AM5
IACK*
A01~A31 LWORD*
AS* DS0*
DTB的控制机制和工作时序
数据传送周期时序（数据传送）
AS*
WRITE* DS0*
DS1* D00~D31
DTACK* BERR*
总线的基本概念 VME总线结构和主要功能模块 DTB的控制机制及工作时序 DTB的裁决 优先级中断总线 公用总线 64位VME总线简介
VME总线原理及应用 四
VME总线原理及应用四
王群
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】1994(000)002
【摘要】ＶＭＥ总线原理及应用（四）（１０００２２中国航空工业总公司第六三四研究所）王群九、存储器空间分配在前一节，我们已经看到了处理器的存储器映象是如何演变的。
这种演变是由硬件结构变化引起的。
当系统发展为包括多个ＣＰＵ而不仅有一个ＣＰＵ时，又产生了另一个重要...
【总页数】3页(P18-20)
【作者】王群
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
【相关文献】
1.VME总线接口芯片SCV64原理及应用 [J], 杨海波;余国强;于伦正
2.VME总线原理及应用三 [J], 王群
3.VME总线原理及应用 [J], 王群
4.VME总线原理及应用（二） [J], 王群
5.基于VME总线四通道高速UART串行系统 [J], 张俊杰;乔崇;张万生;冯海涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
VME总线原理及应用 三
VME总线原理及应用三
王群
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】总线主控器和总线受控器之间可以8位、16位、32位和64位宽来进行信息传输。
对于特定的数据传输、具体的数据宽度由总线信号来定。
总线操作包括读、写和读——修改——写三种操作。
后一种操作在多处理器配置中非常重要,它支持CPU的如测试——设置(TAS)指令的执行。
在高层软件中,该指令用来构造诸如信号量的软件范例。
许多设备能进行VME总线支持的数据块传输。
【总页数】2页(P27-28)
【作者】王群
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
【相关文献】
1.基于VME总线的三相无环流AC/AC变频控制系统 [J], 罗(韡);姜建国;徐亚军
2.VME总线接口芯片SCV64原理及应用 [J], 杨海波;余国强;于伦正
3.VME总线原理及应用四 [J], 王群
4.VME总线原理及应用 [J], 王群
5.VME总线原理及应用（二） [J], 王群
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
vme协议书
vme协议书VME协议(VMEbus Protocol)是一种用于通信的计算机硬件总线标准，用于连接不同类型的硬件设备并实现数据交换。
它是一种高性能、高可靠性和灵活性的标准，常被应用在航空、军事、工业等领域的嵌入式系统中。
VME协议的特点包括灵活的拓扑结构、高数据传输速率、可扩展性和兼容性。
VME协议的拓扑结构非常灵活，可以根据实际需求组织不同的硬件设备。
它支持多级星型和串联的结构，允许模块之间的数据传输在不同的设备之间进行。
这种结构提供了极高的系统灵活性，方便系统管理员根据实际需求进行修改和扩展。
VME协议实现了高数据传输速率，支持高达320MB/s的传输速度。
这种高速传输率对于需要大量数据处理的应用非常重要，比如实时图像处理、数据采集和信号处理等。
通过高速传输，VME协议可以在较短的时间内完成大量数据传输任务，提高了系统的效率。
VME协议的可扩展性是其另一个重要特点。
它可以通过添加不同的硬件模块来扩展系统功能，比如增加额外的存储器模块、输入/输出模块等。
这些模块可以通过VME协议进行通信和数据交换，无需对整个系统进行改动。
这种可扩展性方便了系统的维护和升级，使系统能够适应不断变化的需求。
VME协议还具有很强的兼容性。
它可以与多种不同类型的硬件设备进行数据交换，包括处理器、存储器、输入/输出设备等。
这种兼容性使得VME协议在不同的系统中广泛应用，无论是传统的计算机系统还是嵌入式系统，都可以使用VME协议进行通信和数据传输。
总之，VME协议是一种高性能、高可靠性和灵活性的计算机硬件总线标准。
它具有灵活的拓扑结构、高数据传输速率、可扩展性和兼容性。
通过VME协议，不同类型的硬件设备可以进行数据交换，并实现高效的系统通信。
在航空、军事、工业等领域的嵌入式系统中，VME协议发挥着重要的作用，为系统的正常运行和数据处理提供了有力支持。
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DTB的控制机制和工作时序
地址修改码的分配（部分）：
HEX 5 4 3 2 1 0 3F H H H H H H 3D H H H H L H 3B H H H L H H 2D H L H H L H 2A H L H L H L
1F-10 0F L L H H H H 0D L L H H L H
插槽3
BG0IN*
BG0OUT* BG1IN*
BG1OUT* BG2IN *
BG2OUT * BG3IN *
BG3OUT *
DTB的裁决
裁决子系统的组成：
一个裁决器 一个或多个请求器
DTB的裁决
裁决器的功能：
裁决器是一种功能模块，当几个请求同时存在
时，它决定哪一个请求器应获准控制DTB。此
种决定有多种可能的算法。主要有优先裁决器 ，循环裁决器和单级裁决器。
主设备
从设备
接收D00~D07上的数据
终止周期，释放地址线 、地址修改码、
LWORD*、IACK*
DTB的控制机制和工作时序
典型的数据传送周期的例子（单字节读周期） 5
主设备
从设备
将DS0*、AS*驱动为高
如果是最后的周期，释放 DS0*、DS1*和AS*
释放D00~D07 释放DTACK*
DTB的控制机制和工作时序
功能 标准超级块传输 标准超级数据访问 标准非特权块传输 短地址超级访问 短地址非特权访问
用户定义 扩展超级块传输 扩展超级数据访问
DTB的控制机制和工作时序
7. 地址选通（AS*） 主设备驱动。通知所有的从设备模块，地址稳定，可 以取用
8. 数据选通（DS0*和DS1*） 主设备驱动。用来选择数据传送的字节地址单元 控制功能：在写周期，第一个下降沿指出主设备已 经将数据放置在数据总线上，在读周期，第一个上 升沿通知从设备可以从数据总线上去掉数据
DS1* L H L L L
DS0* H L L L L
A01 LWORD*
L
H
L
H
L
H
H
H
L
L
DTB的控制机制和工作时序
6. 地址修改线（AM0~AM5）
主设备在数据传递期间传送附加的二进制信息给从 设备。共有6条地址修改线，分类如下：
保留的 定义的 用户定义的
短寻址码：A02~A15用于选择字节（0~3） 标准寻址码：A02~A23用于选择字节（0~3） 扩展寻址码：A02~A31用于选择字节（0~3）
• VME总线工业控制机一直是许多嵌入式 工业应用的首选机型
总线的基本概念
VME总线的主要特点：
• 结构：Master/Slave • 数据传输方式：异步传输，复用/非复用周期 • 地址宽度：16/24/32/40/64 bit • 数据宽度：8/16/24/32/64 bit • 中断级别：7级 • 多处理器能力：支持1~21个处理器 • 数据传输速率：0 - 500+ Mbyte/sec
DTB的控制机制和工作时序
11. 读/写（WRITE*） 主设备驱动。主设备用它来表明数据传送的方向。
当WRITE*被驱动到低时表明数据数据传送方向是
从主设备到从设备（写操作）
12. 总线定时器
一个功能模块，测量DTB上每一次数据传输的时间， 如果传送时间过长，便终止DTB周期
DTB的控制机制和工作时序
DTB的裁决
裁决器的框图
裁决器（位于第一插槽）
底板接口逻辑
BRX* BBSY* BCLR* 第一插槽BGXIN* SYSRESET*
数据传送总线 DTB裁决总线
优先权中断总线 公用总线
DTB的裁决
请求器的功能：
请求器是一种功能模块，它用来监视插件板上 主设备或中断处理器的设备要求信号，当它们
需要DTB时产生总线请求信号
DTB的控制机制和工作时序
1. 主设备（MASTER） 一个功能模块，它启动DTB周期，以便在它和一个 从设备之间传递数据
DTB的控制机制和工作时序
主设备的框图
主设备
底板接口逻辑
数据传送总线 DTB裁决总线
LWORD* 数据线 地址线 BERR*
DTACK* WRITE*
DS1* DS0* AS0* AM0~AM5 IACK* BCLR* SYSRESET* ACFAILE*
数据传送周期时序（地址广播）
AM0~AM5
IACK*
A01~A31 LWORD*
AS* DS0*
DTB的控制机制和工作时序
数据传送周期时序（数据传送）
AS*
WRITE* DS0*
DS1*
D00~D31
DTACK* BERR*
➢总线的基本概念 ➢VME总线结构和主要功能模块 ➢DTB的控制机制及工作时序 ➢DTB的裁决 ➢优先级中断总线 ➢公用总线 ➢64位VME总线简介
优先权中断总线 公用总线
DTB的控制机制和工作时序
2. 从设备（SLAVE） 一个功能模块，它检测主设备启动的DTB周期，当 DTB周期指定有它参与时，和主设备之间传递数据
DTB的控制机制和工作时序
从设备的框图
从设备
底板接口逻辑
数据传送总线 DTB裁决总线
LWORD* 数据线 地址线 BERR*
5. 寻址线
主设备使用地址线A02~A31选择将要存取的4字 节组，4条附加的线（DS1*，DS0*，A01和 LWORD*）来决定字节组中，在数据传送周期中 要存取哪个或哪些字节地址单元。
DTB的控制机制和工作时序
在数据传送期间选择被存取的字节地址单元用的信号电平（部分）
周期类型
字节（0）读写（单字节） 字节（1）读写（单字节） 字节（0~1）读写（双字节） 字节（2~3）读写（双字节） 字节（0~3）读写（四字节）
DTB的裁决
必要性：为了通过DTB总线共享总体资源 可行性：硬件裁决方案
目的
•防止两个主设备同时使用总线 •调度来自多个主设备的请求，实现最佳的总线使用
DTB的裁决
DTB的裁决算法：
优先权裁决 循环裁决 单级裁决
DTB的裁决
裁决总线的组成：
总线请求（0~3） BR0*~BR3*
总线允许入（0~3） BG0IN*~BG3IN*
总线的基本概念
计算机总线的分类
• 内部总线：芯片一级互连（I2C、SPI等） • 系统总线：插件板一级互连（PCI、VME等） • 外部总线：设备一级的互连（RS-485、USB等）
总线的基本概念
VME总线的发展：
• PC技术推动了嵌入式工控机技术的发展
• ISA/PCI总线加固型工业PC无法满足苛刻 工作条件下的要求
典型的数据传送周期的例子（单字节读周期） 1
主设备
已经获得 DTB使用
权
给出地址、地址修改码
从设备
驱动LWORD* 为高，IACK* 为高，AS*为
低
规定数据传送方向 接收地址、地址修改码等信号。
，WRITE*为高
若地址有效，则选择板上设备
DTB的控制机制和工作时序
典型的数据传送周期的例子（单字节读周期） 2
优先级中断总线
优先权中断总线的基本功能模块
•优先权中断总线信号线 •中断器 •中断处理器 •IACK*菊花链驱动器
优先级中断总线
优先权中断总线的组成
IRQ1* IRQ2* IRQ3* IRQ4* IRQ5* IRQ6* IRQ7* IACK* IACKIN*/IACKOUT*
中断请求1（最低优先级） 中断请求2 中断请求3 中断请求4 中断请求5 中断请求6 中断请求7（最高优先级） 中断承认 中断承认菊花链
VME总线的结构和主要功能模块
CPU插件板
输入输出插件板 存储器插件板
系统控制器插件板
数据处理设备
数据输入输
数据
出设备
存储
主中
中断
设备
设断
处理
备器
器
裁决 器
系统 时钟 驱动 器
电源 监视 器
串行 时钟 驱动 器
IAC K菊 花链 驱动 器
总线 定时 器
地址 单元 监视 器
请求 器
请 求 器
从中
从
设断
DTB的控制机制和工作时序
9. 数据传送承认（DATCK*） 从设备驱动。在写周期，从设备驱动DATCK*为低表 示它已经成功接收了写入的数据；在读周期从设备 驱动DATCK*为低表示它已经把数据放上数据总线 10. 总线错（BERR*） 从设备或总线定时器驱动 BERR* 为低，向主设备 表明数据传送不成功
设
备器
备
底板接口逻辑
底板接口逻辑
底板接口逻辑
底板接口 逻辑
DTB 优先级中断 DTB裁决 公用
VME总线的结构和主要功能模块
VME总线功能分类：
•数据传送（DTB） •DTB裁决 •优先权中断 •公用
➢总线的基本概念 ➢VME总线结构和主要功能模块 ➢DTB的控制机制及工作时序 ➢DTB的裁决 ➢优先级中断总线 ➢公用总线 ➢64位VME总线简介
主设备 A
请求器 A
主设备 B
请求 级2
请求器 B
由请求 器驱动
BR1* BR2*
BBSY*
DTB的裁决
裁决过程中
裁决过程中
裁决器闲
主设备B控制 DTB
主设备A控制 DTB
由裁决 器驱动
BG1IN*
BG2IN*
➢总线的基本概念 ➢VME总线结构和主要功能模块 ➢DTB的控制机制及工作时序 ➢DTB的裁决 ➢优先级中断总线 ➢公用总线 ➢64位VME总线简介
DTB的裁决
总线允许菊花链的示意图