- VME的特點(diǎn)
- VME結構
- VME總線(xiàn)的分類(lèi)
- VME的發(fā)展趨勢
VME的特點(diǎn)
VME的數據傳輸機制是異步的，有多個(gè)總線(xiàn)周期，地址寬度是16、24、32、40或64位，數據線(xiàn)路的寬度是8、16、24、32、64位，系統可以動(dòng)態(tài)的選擇它們。它的數據傳輸方式為異步方式，因此只受制于信號交換協(xié)議，而不依賴(lài)于系統時(shí)鐘；其數據傳輸速率為0～500Mb/s；此外，還有UnalignedData傳輸能力，誤差糾正能力和自我診斷能力，用戶(hù)可以定義I/O端口；其配有21個(gè)插卡插槽和多個(gè)背板，在軍事應用中可以使用傳導冷卻模塊。
VME結構
因為是兩種標準的結合，那么VME系統也可以被看作是兩個(gè)部分。一個(gè)部分是它的機械構架，此部分決定著(zhù)VMEbus系統背板、前置面板和嵌入板的尺寸大??；而令一部分則是功能構架，它定義了系統的運轉流程。
1VME的機械結構
VME機械構架中的主要部分為背板，是一個(gè)印刷電路板。它的大小有三種型號：3U（160mm×100mm）、6U（160mm×233mm）和9U（367mm×400mm）。根據VME64x標準，VME系統中有三種連接器，它們分別是P0/J0、P1/J1和P2/J2，“P”和“J”分別代表了PLUG和JACK連接器。P1/J1和P2/J2連接器有96個(gè)管腳，排列成三排，每排32管腳；P0/J0連接器則有95個(gè)管腳。3U型背板只具有P1/J1或P2/J2連接器，而6U型背板則同時(shí)具有J1和J2連接器。
2VME的功能結構
如圖1所示，VME的功能構架可以說(shuō)是由信號線(xiàn)，背板接口邏輯和功能模塊所組成的。背板接口邏輯的性能是由背板上的一些特性所左右的，比如信號線(xiàn)阻抗、傳播時(shí)間、終端數值等等。它和信號線(xiàn)是系統各部分之間的紐帶。功能模塊則是執行具體任務(wù)的電路集合。其中，主要的模塊叫做主設備（master），其決定著(zhù)數據傳輸的順序；根據主設備數據傳輸情況而動(dòng)作的模塊叫做從設備（slave），負責監控數據傳輸目標地址的模塊被稱(chēng)為定位監控設備。此外，還有發(fā)出中斷請求和處理中斷請求的模塊，判定和處理其他模塊請求的仲裁模塊。當然，還少不了發(fā)出時(shí)鐘信號的模塊和監控系統電源工作情況的模塊。
圖1VME功能架構[page]
這些模塊雖然各有分工，但是要想集體配合，還需要總線(xiàn)的支持。VME系統的總線(xiàn)分為四大類(lèi)：數據傳輸總線(xiàn)、數據傳輸仲裁總線(xiàn)、優(yōu)先中斷總線(xiàn)和通用總線(xiàn)。
數據傳輸總線(xiàn)是一個(gè)高速異步平行數據傳輸總線(xiàn)，能傳輸數據和地址信號。主設備、從設備、中斷模塊和中斷處理模塊通過(guò)其進(jìn)行兩兩交換數據。另外兩個(gè)模塊，總線(xiàn)時(shí)鐘（bustimer）和JACK菊花鏈驅動(dòng)器也通過(guò)數據傳輸總線(xiàn)參與數據處理工作。
數據傳輸仲裁總線(xiàn)是為確保在特定的時(shí)間內只有一個(gè)模塊占用數據傳輸總線(xiàn)而設定的。工作在其上的請求模塊和仲裁模塊將負載協(xié)調各模塊發(fā)出的指令。仲裁模塊處于背板的第一個(gè)插槽內，決定哪個(gè)主設備將優(yōu)先使用總線(xiàn)資源。具體的判定方法包括了優(yōu)先權算法、round-robin算法和其他排序算法。
優(yōu)先權中斷總線(xiàn)是處理各模塊中斷請求的總線(xiàn)。各種中斷請求在VME中被分成了7個(gè)等級，根據等級的高低，它們依次對信號線(xiàn)進(jìn)行中斷工作。
最后一個(gè)總線(xiàn)是通用總線(xiàn)。所謂通用總線(xiàn)就是負責系統的一些基本工作，包括對時(shí)鐘的控制、初始化、錯誤檢測等任務(wù)的總線(xiàn)。它由兩條時(shí)鐘線(xiàn)、一個(gè)系統復位線(xiàn)、一個(gè)系統失效線(xiàn)、一個(gè)AC失效線(xiàn)和一個(gè)串行數據線(xiàn)構成。
各模塊是以平行結構分布的，所有的數據和指令通過(guò)系統底層的4類(lèi)總線(xiàn)進(jìn)行傳輸，信號的模式是TTL電平信號。
VME總線(xiàn)家族
●VME64
隨著(zhù)周邊技術(shù)的發(fā)展，VME系統的升級在所難免。于是在1995年，VME總線(xiàn)的新一代架構VME64脫穎而出。相對于傳統的VME系統，VME64加大了傳輸帶寬，拓展了地址空間和方便了板卡插拔。它將6U板的數據線(xiàn)寬和地址范圍擴展到了64位，給3U板提供了32位和40位地址模塊，傳輸帶寬達到了80Mb/s，增加了總線(xiàn)鎖定周期，增加了第一插槽探測功能，加入了對熱插拔的支持。
●VME64extension
VME64擴展集是1997通過(guò)的新標準，它又被稱(chēng)為VME64x。它增加了一個(gè)160管腳連接器系列（按5行排列），還在P1/J1和P2/J2之間加入了一個(gè)P0/J0連接器，另外新增設了一個(gè)3.3V電源管腳。該系統新增的兩個(gè)邊緣總線(xiàn)循環(huán)則把數據速率提高到160Mb/s。此外，還增加了EMC前置面板和ESD功能。
●VME320
VME320最大的改進(jìn)可能是采用了星型互連的方法來(lái)達到數據傳輸加速的目的。它采用了一種叫做2eSST的協(xié)議，這是一種信源同步傳輸協(xié)議，可將理論數據速率提高到320Mb/s。不過(guò)VME320并沒(méi)有得到廣泛的支持。
其他從VME中派生出來(lái)的協(xié)議還很多，在這里就不一一介紹了。
VME的發(fā)展趨勢
VME技術(shù)目前的優(yōu)勢在于多年的技術(shù)積累，其完備的規范和得力的技術(shù)支持能滿(mǎn)足大部分客戶(hù)的具體要求。此外，它的模塊性也是一個(gè)非常大的優(yōu)勢，因為對于很多的嵌入式系統來(lái)說(shuō)，加入額外的I/O是常有的事，而VME能很好的滿(mǎn)足這一特點(diǎn)。VME提供了21個(gè)擴充插槽，而且新加入的模塊并不影響系統的整體性能。
不過(guò)，VME畢竟是誕生于25年前的技術(shù)，很多用戶(hù)就對VME在帶寬方面的進(jìn)展不太滿(mǎn)意。因為在這個(gè)海量數據的時(shí)代，帶寬是一個(gè)壓倒性的指標。不過(guò)，廠(chǎng)商們并未對VME喪失信心，他們在想盡一切辦法來(lái)延長(cháng)VME的壽命。SBS公司推出的VXS標準和VITA（VME國際貿易協(xié)會(huì )）開(kāi)發(fā)的VPX標準就是一種新的嘗試。VXS為引用交換結構創(chuàng )造了條件，而VPX則將開(kāi)關(guān)結構信號速率提升到了6.25Gb/s。與此同時(shí)，許多VME總線(xiàn)背板開(kāi)始使用PMC（PCIMezzanineCard）插槽，以便能直接使用PCI板卡。制造商們還吸取了PCI板卡的構造因素，來(lái)讓VME板卡跟上行業(yè)的步伐。
VME的成就是眾所公認的，但要想在未來(lái)的10年重新煥發(fā)活力，制造商們還要繼續的努力。對于這種非常有彈性的技術(shù)，悄然的衰落可能不會(huì )是多數人所愿意看到的。
