虚拟医学仪器设计_PPT幻灯片

3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.3 面向PCI总线的设计
PCI总线的基本传输规则：突发传输方式； PCI总线传输周期：由一个地址周期加上一个或多个数据周期构成； PCI的基本传输控制信号：FRAME#、IRDY#和TRDY#3个信号。 PCI总线传输包：读、写和中止3个内容。
PCI中的信号类型定义包括： (1)in lnput是一种只用于输入的标准信号。 (2)out Output是—种标准的有效驱动器。 (3)t/s Tri-state是一种双向、三态期入／输出引脚。 (4)s／t／s Sustained Tri-state是一种每次由一个且只由一个单元拥有并驱动的 低有效三态信号。 (5)o／d Open Drain允许多器件共用,可作线或操作.
(4)IBMPC／AT的硬件中断：AT机由两片8259A中断控制器管理，提 供了15个硬件中断源，其中中断控制器1是主片，中断控制器2是从片。
(5)中断源的接口设计：以 IRQ2为例，对于IBMPC来 讲，IRQ2是一个好的选择， 因为系统板和标准接口板均 未使用该中断源；在AT机 中，推荐使用的中断源则是 IRQ9一IRQl2或IRQl5。
(3)端口写控制
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
(4)端口读寄存器 或锁存器控制
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
(5)利用端口读寄 提供控制脉冲
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
3．IBMPC/AT总线对XT总线的扩充
(7)对外联络控制逻辑：用于产生接收处理器和外设之间数据传送的同 步信号。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.1 计算机系统的总线结构
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
1. ISA总线操作类型 ISA总线可实现的操作类型主要：CPU对存储器的读／写操作；
CPU对端口的读／写操作； CPU对中断的响应；总线的DMA操作。 支持这几种操作，系统总线必须有的总线信号： 地址总线；数据总线； 存储器读／写、端口读／写控制线；中断请求信号； DMA请求与响应信号； 其他控制信号如系统复位、插入等待控制、地址锁存等； 系统基本资源信号，如基本振荡信号、工作频率、电源及地线等。
(1)物理结构：系统总线的物理形状是一束扁平电缆线，它的物理特性 是指系统总线的物理连接方式，包括总线的根数、总线的插头、插头 的形状、引角线的排列方式等。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.1 计算机系统的总线结构
(2)控制寄存器：控制寄存器用于存放处理器发出的控制命令和其他信 息，以确定接口电路的工作方式和功能。
4．通用I/O端 口地址译码实 例
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
5．中断接口技术 (1)IBM PC的中断结构：在对外部事件的响应中，硬件中断和软件中断两 种方式。
(2)软件中断：在程序执行过程中执行INT指令而调用的，中断号就在指 令语句中出现。 例如INT 21H．中断号就是21H，该中断处理于程序的入口地址在84H处。 执行INT 21H的过程如下：①压入堆栈(IP、CS、PSW)；②从地址84H处 取一个字送IP，从地址86H处取一个字送CS，执行中断例程；③中断程序 执行完毕．堆栈弹出分别送IP、CS、PSW继续执行源程序。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
2．IBMPC/XT地处译码 PC机与扩充硬件模块 间的通信是通过对端口 地址的访问实现的。
(1)全译码电路：
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
(1)部分译码电路
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
(3)状态寄存器：状态寄存器保存外设现行各种状态信息。
(4)数据总线和地址总线缓冲器：用于实现接口芯片内部总线和处理器 外部总线的连接。
(5)端口地址译码器：用于正确选择接口电路内部各端口寄存器的地址， 保证一个端口寄存器惟一地对应一个端D地址码。
(6)内部控制逻辑：用于产生一些接口电路内部的控制信号，实现系统 控制总线与内部控制信号之间的变换。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.3 面向PCI总线的设计
PCI局部总线：是一种高性能、32位或64位地址数据线复用的总线，它与 CPU和时钟频率无关，它能支持多个外设，尤其适用于各类高速外设。 用途：在高度集成的外设控制器器件、扩展板和处理器/储器系统之间提 供一种内部连接机制。 1. 信号定义 PCI接口要求：目标的设备至少有47条引脚，总线主控的设备至少有49条 引脚。PCI总线信号可划分为10大类型。
3.1 概述 3.1.1 虚拟医学仪器的特点
虚拟医学仪器的特点：计算机参与测试，即集控制、计算与Biblioteka Baidu量于一体， 充分利用计算机资源，使传统医学仪器的部分硬件软件化(尤其是控制面 板设计等)。 与传统的医学仪器相比，它有以下几个优点：
(1) 打破了传统医学仪器功能为厂家定义，用户无法修改的模式。 (2) 大大缩短了仪器的开发周期，降低了仪器的开发成本。 (3) 大大提高了医学仪器的性能．特别是通信联网功能。 (4) 具有可重复使用、可移植、可重构的优势，所以可为今后虚拟医学 仪器的开发所利用、用户系统性能升级也极为方便，甚至通过网络下载程 序即可升级。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计
3.2.2 面向ISA总线的设计
(3)IBM PC的硬件中 断：IBM PC的硬件 中断是由一片8259A 中断控制器管理的。 它可以提供8个中断 源，它们接到总线扩 展槽，分别命名为 IRQ0—IRQ7。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.2 面向ISA总线的设计
(5) 提高了系统的透明度，尤其是可靠件和可维护性。
3.1 概述 3.1.2 虚拟医学仪器的构成
虚拟医学仪器的构成：由通用计算机系统、扩充的硬件模块和软件模块三 大部分构成，以计算机系统为主体。
3.2 虚拟医学仪器硬件接口设计 3.2.1 计算机系统的总线结构
总线：指能为多个功能部件服务的一组公用信息线。借助总线连 接，计算机公各系统部件之间实现传送地址、数据和控制信息的 读写操作。 1. 系统总线 系统总线：同一台计算机系统的各个部件间互相连接的总线。