1、總線一總線的概念總線是一組用于計(jì)算機(jī)之間各部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送的公用信號(hào)線。二總線的分類（一）總線（微機(jī)通用總線）按功能和規(guī)范可分為三大類型:(1)片總線(Chip Bus, C-Bus) 又稱元件級(jí)總線，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。 (2)內(nèi)總線(Internal Bus, I-Bus) 又稱系統(tǒng)總線或板級(jí)總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲(chǔ)器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。(3) 外總線(External Bus, E-Bus) 又稱通信總線，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、控制

2、裝置等)之間信息傳輸?shù)耐?，如EIA RS-232C、IEEE-488等。（現(xiàn)場(chǎng)總線CAN屬于外總線）三類總線在微機(jī)系統(tǒng)中的地位和關(guān)系其中的系統(tǒng)總線，即通常意義上所說(shuō)的總線，一般又含有三種不同功能的總線，即數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）、地址總線AB（Address Bus）和控制總線CB（Control Bus）。（二）總線按照傳輸數(shù)據(jù)的方式劃分：可以分為串行總線和并行總線。串行總線中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)逐位通過(guò)一根數(shù)據(jù)線發(fā)送到目的器件；并行總線的數(shù)據(jù)線通常超過(guò)2根。常見的串行總線有SPI、I2C、USB及RS232等。（三）總線按照時(shí)鐘信號(hào)是否獨(dú)立劃分：可以分為同步總線和異步總線。同步總線的時(shí)鐘

3、信號(hào)獨(dú)立于數(shù)據(jù)，而異步總線的時(shí)鐘信號(hào)是從數(shù)據(jù)中提取出來(lái)的。SPI、I2C是同步串行總線，RS232采用異步串行總線。按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。三各類總線介紹內(nèi)部總線 1I2C總線 是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)化，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。在主從通信中，可以有多個(gè)I2C總線器件同時(shí)接到I2C總線上，通過(guò)地址來(lái)識(shí)別通信對(duì)象。 2SPI總線 串行外圍設(shè)備接口SPI是一種同步串行接口，SPI總線是一種三線同步總線，因其硬件功能很強(qiáng)，所以與SPI有關(guān)的軟件就相當(dāng)簡(jiǎn)單，使CPU有更多

4、的時(shí)間處理其他事務(wù)。 3 SCI總線 串行通信接口SCI是一種通用異步通信接口UART，與MCS-51的異步通信功能基本相同。系統(tǒng)總線 1ISA總線 總線標(biāo)準(zhǔn)是IBM 公司推出的系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)。它是對(duì)XT總線的擴(kuò)展，以適應(yīng)8/16位數(shù)據(jù)總線要求。它在80286至80486時(shí)代應(yīng)用非常廣泛，以至于現(xiàn)在奔騰機(jī)中還保留有ISA總線插槽，ISA總線有98只引腳。 2EISA總線 是在ISA總線的基礎(chǔ)上使用雙層插座，在原來(lái)ISA總線的98條信號(hào)線上又增加了98條信號(hào)線，也就是在兩條ISA信號(hào)線之間添加一條EISA信號(hào)線。在實(shí)用中，EISA總線完全兼容ISA總線信號(hào)。 3VESA總線 是一種局部總線，簡(jiǎn)稱為

5、VL(VESA local bus)總線。該總線系統(tǒng)考慮到CPU與主存和Cache 的直接相連，通常把這部分總線稱為CPU總線或主總線，其他設(shè)備通過(guò)VL總線與CPU總線相連，所以VL總線被稱為局部總線。它定義了32位數(shù)據(jù)線，且可通過(guò)擴(kuò)展槽擴(kuò)展到64 位，使用33MHz時(shí)鐘頻率，最大傳輸率達(dá)132MB/s，可與CPU同步工作。是一種高速、高效的局部總線，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔騰微處理器。4PCI總線 是當(dāng)前最流行的總線之一，它是由Intel公司推出的一種局部總線。它定義了32位數(shù)據(jù)總線，且可擴(kuò)展為64位。PCI總線主板插槽的體積比原ISA總線插槽還小，其功能比V

6、ESA、ISA有極大的改善，支持突發(fā)讀寫操作，最大傳輸速率可達(dá)132MB/s，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。 PCI局部總線不能兼容現(xiàn)有的ISA、EISA、MCA（micro channel architecture）總線，但它不受制于處理器，是基于奔騰等新一代微處理器而發(fā)展的總線。5Compact PCI總線 是當(dāng)今第一個(gè)采用無(wú)源總線底板結(jié)構(gòu)的PCI系統(tǒng)，是PCI總線的電氣和軟件標(biāo)準(zhǔn)加歐式卡的工業(yè)組裝標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)今最新的一種工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。Compact PCI是在原來(lái)PCI總線基礎(chǔ)上改造而來(lái)，它利用PCI的優(yōu)點(diǎn)，提供滿足工業(yè)環(huán)境應(yīng)用要求的高性能核心系統(tǒng)，同時(shí)還考慮充分利用傳統(tǒng)的總線產(chǎn)品，如ISA、

7、STD、VME或PC/104來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的I/O和其他功能。 6. PC/104總線 PC/104也是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)。PC/104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，即IEEE-P996。7. VME總線 Versa Module Eurocard由Motorola公司1981年推出的第一代32位工業(yè)開放標(biāo)準(zhǔn)總線，即IEEE 1014-1987。（作為測(cè)控總線使用）8. AGP 全稱Accelerated Graphic Ports，PC的圖形系統(tǒng)接口的一種。為了使系統(tǒng)和圖形加速卡之間的數(shù)據(jù)傳輸獲得比PCI總線更高的帶寬，AGP應(yīng)運(yùn)而生。9. PCI-Express 是最新的總線

8、和接口標(biāo)準(zhǔn)，它原來(lái)的名稱為“3GIO”，是由英特爾提出的，很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。交由PCI-SIG（PCI特殊興趣組織）認(rèn)證發(fā)布后才改名為“PCI-Express”，簡(jiǎn)稱“PCI-E”。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要優(yōu)勢(shì)就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高的16X 2.0版本可達(dá)到10GB/s，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?。PCI Express也有多種規(guī)格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現(xiàn)在和將來(lái)一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求。 外部總線1RS-232-C總線 設(shè)有25條信號(hào)線，包括

9、一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號(hào)傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以內(nèi)的通信。2RS-485總線 在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。

10、加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。應(yīng)用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。 3IEEE-488總線 上述兩種外部總線是串行總線，而IEEE-488總線是并行總線接口標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)連接系統(tǒng)，如微計(jì)算機(jī)、數(shù)字電壓表、數(shù)碼顯示器等設(shè)備。它按照位并行、字節(jié)串行雙向異步方式傳輸信號(hào)，連接方式為總線方式，儀器設(shè)備直接并聯(lián)于總線上而不需中介單元，但總線上最多可

11、連接15臺(tái)設(shè)備。最大傳輸距離為20米，信號(hào)傳輸速度一般為500KB/s，最大傳輸速度為1MB/s。 4USB總線 通用串行總線USB它基于通用連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接，達(dá)到方便用戶、降低成本、擴(kuò)展PC連接外設(shè)范圍的目的。它可以為外設(shè)提供電源。另外，快速是USB技術(shù)的突出特點(diǎn)之一，USB的最高傳輸率可達(dá)12Mbps比串口快100倍，比并口快近10倍，而且USB還能支持多媒體。5. CAN總線 CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。是國(guó)際上

12、應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力。（現(xiàn)場(chǎng)總線）6. 以太網(wǎng)接口 接口類型是RJ-45接口。它遵循IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率通常為10M/100/1000Mbps，可工作在全雙工、半雙工模式。如下圖的WAN口（廣域網(wǎng)口）和1、2、3、4標(biāo)識(shí)的端口就是RJ-45端口。測(cè)控總線（儀器專用總線）測(cè)控總線是指以組成測(cè)量和控制系統(tǒng)為主要目標(biāo)而開發(fā)的總線。雖然在PC、ISA、PCI總線系統(tǒng)上加入各種I/O功能模塊

13、板，也可以組成測(cè)控系統(tǒng)，但這不是這些總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的主要目的。為測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總線主要有STD、CPCI、GPIB、VME、VXI和PXI等總線。目前常用的測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)總線基本上還是并行總線，如PCI、GPIB、PXI和VXI等總線。1. PCI/Compact PCI總線PCI是一種高性能局部總線，它構(gòu)成微處理器與外設(shè)之間的高速通道。PCI支持多個(gè)外設(shè)，與CPU的時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)。PCI局部總線的特征體現(xiàn)在其高性能、可兼容性、處理器的獨(dú)立性、成本有限性和將來(lái)支持性等方面。PCI局部總線是一個(gè)系統(tǒng)的解決辦法，它使網(wǎng)絡(luò)適配器、硬盤驅(qū)動(dòng)器和高速外設(shè)的性能進(jìn)一步提高。PCI總線工作于33MHz時(shí)鐘頻率時(shí)，

14、其峰值速度為132MB/s，這比ISA(9MB/s)和EISA(33MB/s) 的傳輸速率提高數(shù)倍。PCI總線主控性允許多個(gè)智能外部設(shè)備中的任何一個(gè)控制此總線，以加速信息流量，使優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)先執(zhí)行。PCI的并行處理能力使微處理器與外部設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，而不是等待它們。 因?yàn)镻CI被設(shè)計(jì)成是對(duì)擴(kuò)充總線的一種補(bǔ)充，所以與ISA、EISA和MCA總線兼容。雖然每個(gè)系統(tǒng)插槽個(gè)數(shù)有限，但PCI總線允許制造商們提供“分享插槽”，使之既能適應(yīng)一個(gè)PCI，也能適應(yīng)一個(gè)ISA、EISA或MCA卡連接器。另外，所有PCI兼容附加板可對(duì)任何服從PCI的系統(tǒng)進(jìn)行操作，而與使用中的擴(kuò)充總線或微處理器無(wú)關(guān)。 PCI總線的6

15、4位數(shù)據(jù)地址復(fù)用總線能使系統(tǒng)的帶寬達(dá)到264MB/s，其32位和64位外部通信對(duì)用戶是透明的。這種透明性由一個(gè)連接器提供，連接器有接收32位和64位長(zhǎng)的能力，具有非常好的兼容性。PCI總線具有自動(dòng)匹配能力，用戶安裝一個(gè)新的外設(shè)板/卡時(shí)，不必人工設(shè)置DIP開關(guān)或中斷。PCI總線的獨(dú)立處理器特性使其適用于PC平臺(tái)的所有系列，包括臺(tái)式、筆記本和服務(wù)器等。Compact PCI總線是PCI總線在工控領(lǐng)域的擴(kuò)展，它采用兩種尺寸的歐式板結(jié)構(gòu)，即單高、雙高和傳統(tǒng)的機(jī)箱式安裝方式。系統(tǒng)插槽上的模塊為控制模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理，包括其它模塊的初始化、總線仲裁、時(shí)鐘分配和復(fù)位功能。Compact PCI還規(guī)范了熱切

16、換，即帶電插拔，便于適合工業(yè)和嵌入式應(yīng)用場(chǎng)合。2. PXI總線PXI定義用于測(cè)試、測(cè)量與控制應(yīng)用，是基于PC的一種小型模塊化儀器平臺(tái)。PXI是建立在Compact PCI規(guī)范的基礎(chǔ)上。Compact PCI規(guī)范定義了封裝堅(jiān)固的PCI，提供出眾的機(jī)械完整性并使硬件部件易于裝卸。因?yàn)镻XI平臺(tái)基于PCI，所以它具有PCI的一些優(yōu)點(diǎn)，如較低的成本、不斷提高的性能，以及為最終用戶提供主流軟件等。PXI總線是PCI/Compact PCI在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，不僅保留了PCI總線較高的數(shù)據(jù)吞吐能力，而且采用了堅(jiān)固的歐洲插卡組裝技術(shù)。為了適應(yīng)測(cè)試儀器的需要，還擴(kuò)展了與VXI總線類似的儀器總線，如觸發(fā)總線、本地

17、總線、系統(tǒng)參考時(shí)鐘以及只有D尺寸VXI才有的星型觸發(fā)總線。PXI模塊儀器的優(yōu)點(diǎn)主要包括：（1）PXI與Compact PCI保持100%兼容；（2）將臺(tái)式PC技術(shù)引入到測(cè)試與測(cè)量設(shè)備；（3）比臺(tái)式PC提供了更多的I/O擴(kuò)展槽；（4）擴(kuò)充了臺(tái)式PC機(jī)中所沒有的儀器特性；（5）更加緊湊，比臺(tái)式PC更節(jié)省空間；（6） 提供了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了多供應(yīng)商之間的兼容，有利于系統(tǒng)集成；（7）定義了標(biāo)準(zhǔn)的軟件框架，要求兼容的產(chǎn)品提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件，有利于簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成。3.VXI總線VXI總線是在VME總線的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的儀器系統(tǒng)總線，由于該總線采用的是開放式結(jié)構(gòu)并集中了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字接口技術(shù)與模塊化儀器

18、的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了它在電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域里的應(yīng)用范圍?；趥鹘y(tǒng)的“數(shù)據(jù)采集-分析處理-傳輸顯示”的結(jié)構(gòu)模式并以此為開發(fā)平臺(tái)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能和調(diào)用各種有關(guān)測(cè)試軟件就可方便地組成具有不同功能的儀器虛擬儀器。虛擬儀器可以把智能儀器、PC儀器以及GPIB系統(tǒng)的特長(zhǎng)都集成起來(lái)，組成數(shù)據(jù)吞吐量大、兼容性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好、標(biāo)準(zhǔn)化的各種專用測(cè)試系統(tǒng)。當(dāng)其接入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)后，便可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。 VXI總線促進(jìn)了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)向開放式、集成化方向發(fā)展，推動(dòng)了測(cè)試儀器標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化的進(jìn)程，使系統(tǒng)資源，包括所有硬件與軟件獲得共享。同時(shí)也使新的測(cè)試系統(tǒng)的研制周期縮短、成本降低、風(fēng)險(xiǎn)減小。

19、 VXI總線采用模塊化開放式結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)展、重構(gòu)和系統(tǒng)集成。它可以很方便地應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器和測(cè)試系統(tǒng)中，是計(jì)算機(jī)操縱的模塊化儀器。它依靠有效的標(biāo)準(zhǔn)化，采用模塊化的方式，實(shí)現(xiàn)了系列化、通用化以及VXI總線儀器的互換性和互操作性。由于VXI提供了多種常規(guī)儀器模塊，并與GPIB兼容，而且高度集成，所以很快成為軍用測(cè)試界公認(rèn)的軍用測(cè)試總線。十多年的應(yīng)用證明，VXI總線具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：（1）開放式標(biāo)準(zhǔn)使儀器組合靈活和容易； （2）系統(tǒng)吞吐量增強(qiáng)，減少測(cè)試時(shí)間或提高性能；（3）小體積與高密度的設(shè)計(jì)減少系統(tǒng)占用空間，可以就近放置于待測(cè)設(shè)備旁進(jìn)行測(cè)試，便于移動(dòng)與攜帶；（4）更精確的定時(shí)與同步功能改善

20、測(cè)量能力； （5）標(biāo)準(zhǔn)化VXI即插即用軟件簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)定、編程及集成； （6）模塊化、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)提高可靠度、延長(zhǎng)失效的平均間隔時(shí)間、并降低修復(fù)所需時(shí)間；（7）可降低系統(tǒng)研制成本；VXI總線十多年的應(yīng)用證明歐式插卡組裝技術(shù)是其中最成功和可靠的技術(shù)，特別適合于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于其采用歐式插卡，還具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）插卡垂向而平行地插入機(jī)箱，有利于通風(fēng)散熱；（2）每塊插卡都有金屬前面板，便于安裝連接器和指示燈；（3）每塊插卡用螺釘鎖住，有較強(qiáng)的抗震、抗顫動(dòng)能力；（4）采用插入式電源模塊，便于維修；（5）適合安裝在標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)機(jī)架上。4.VME總線VME總線是一種高性能總線，支持多處理器系統(tǒng)，總線規(guī)范

21、嚴(yán)謹(jǐn)而全面，主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)信號(hào)處理和控制領(lǐng)域。VME總線特點(diǎn)如下：（1）尋址空間大，數(shù)據(jù)傳輸率高，滿足高性能微計(jì)算機(jī)的要求；（2）在多處理器系統(tǒng)中，其中斷機(jī)構(gòu)可保證各處理器之間的相互通信，提高了多處理器系統(tǒng)的性能；（3）VME易于組成開放式系統(tǒng)。5. GPIB總線通用接口總線(General Purpose Interface Bus,簡(jiǎn)寫為GPIB)是由IEEE協(xié)會(huì)(Institute of Electrical and Electronic Engineers)規(guī)定的一種ANSI/IEEE488標(biāo)準(zhǔn)。典型的GPIB系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、一塊GPIB接口卡和若干臺(tái)BPIB形式的儀器通過(guò)GPIB電

22、纜連接而成。GPIB技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺(tái)儀器組合起來(lái)，形成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。 GPIB測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于臺(tái)式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對(duì) 計(jì)算機(jī)高速傳輸狀況時(shí)應(yīng)用。GPIB最高速率為1MBytes/s，傳輸距離20m，器件容量15臺(tái)。PXI總線與VXI總線VXI和PXI之間的主要差別源于它們各自的底層總線結(jié)構(gòu)不同。VXI基于VME總線，而PXI基于PCI總線，PCI總線多年來(lái)一直在臺(tái)式PC機(jī)中廣泛應(yīng)用。由于標(biāo)準(zhǔn)PCI總線最大帶寬是132MB/s，標(biāo)準(zhǔn)VME總線只有40MB/s，所以PXI總線更具優(yōu)勢(shì)。使用PC

23、I總線的另外一個(gè)好處是能夠降低系統(tǒng)成本，這是因?yàn)楦鞣NPCI總線硬件插卡種類齊全、生產(chǎn)廠家多。第三是由于PXI插卡尺寸小，所以它能夠?yàn)楸銛y式、臺(tái)式與固定架式裝置提供一個(gè)通用平臺(tái)。 VXI總線的不足是受限于VME總線的規(guī)范，速度難于提升。VME不是當(dāng)前計(jì)算機(jī)總線技術(shù)發(fā)展的主流，在數(shù)據(jù)吞吐、即插即用、軟件、網(wǎng)絡(luò)連接等方面不及PCI總線。VME總線采用TTL技術(shù)，在64位寬度時(shí)TTL電路固有的噪聲和信號(hào)抖動(dòng)遠(yuǎn)高于PXI所使用的PCI總線；VME總線只能 使用5V電壓，不能滿足快速傳輸和低功耗的要求，而PXI則能使用64位的5V和3.3V信號(hào)，并且使用了與VXI相同的組裝技術(shù)。就傳輸速度而言，PXI為V

24、XI總線的三倍多，因而在PXI上實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)圖像采集技術(shù)在VXI上卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。PXI總線設(shè)計(jì)技術(shù)與CPCI總線的差異1在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上PXI系統(tǒng)的硬件由機(jī)箱(含電源)、背板和插入式模板組成。模板用歐洲板規(guī)格，有兩種尺寸：3U(100×160mm)和6U(233.35×160 mm)。3U模板上有兩個(gè)110對(duì)接點(diǎn)的IEC標(biāo)準(zhǔn)連接器J1和J2，J1要有32位PCI信號(hào)線，J2上有64位PCI信號(hào)線。此外，它們還包含有CPCI定義的各種信號(hào)線。6U模板上除了J1和J2外，還增加了J3、J4和J5連接器，它們留待將來(lái)PXI進(jìn)一步擴(kuò)充用。在PXI機(jī)箱內(nèi)至少有一個(gè)

25、系統(tǒng)控制器模板插槽和一個(gè)外圍模板插槽，插槽間距為20.32mm。一個(gè)PXI總線段最多可連接7個(gè)外圍模板，若系統(tǒng)需要更多的外圍模板，可通過(guò)PCIPCI橋增加總線段。以上特性是PXI與CPCI在結(jié)構(gòu)上完全兼容的特性，PXI在結(jié)構(gòu)上要求上的區(qū)別主要是：PXI規(guī)定系統(tǒng)控制器模板安裝在1號(hào)插槽，如果它需要更大的空間，應(yīng)向左邊擴(kuò)充。PXI又規(guī)定星式觸發(fā)控制器模板安裝在2號(hào)插槽，如果系統(tǒng)不需要該模板，2號(hào)槽可供其它外圍 模板用。PXI還參照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在模板的安裝方位、強(qiáng)迫風(fēng)冷的能力和氣流方向、產(chǎn)品的工作和存貯環(huán)境溫度范圍、電磁兼容性等方面作了明確的規(guī)定。PXI和CPCI的產(chǎn)品具有完全的互操作性，PXI標(biāo)

26、準(zhǔn)的模板可安裝在CPCI的機(jī)箱中使用，反之亦然。當(dāng)然，在這種情況下，只能實(shí)現(xiàn)CPCI的功能，而不能執(zhí)行PXI特有的功能。2在電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上PXI所沿用的CPCI電氣標(biāo)準(zhǔn)主要有：33MHz時(shí)鐘頻率，32位和64位的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，132MBS(32位)和264MBS(64位)的峰值傳輸率，支持3.3V的電源環(huán)境和即插即用技術(shù)，PXI所沿用的CPCI電氣標(biāo)準(zhǔn)有PCIPCI橋擴(kuò)展總線段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。在PCI和CPCI標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上PXI增加的電氣標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種：（1）系統(tǒng)參考時(shí)鐘：PXI為外圍模板提供精度為土100ppm的10MHz公用參考時(shí)鐘，它可作為多個(gè)模板的同步信號(hào)。它在背板上的實(shí)現(xiàn)提供了嚴(yán)格定義

27、的，低失真的信號(hào)。（2）觸發(fā)信號(hào)總線：PXI規(guī)定了8條非常靈活的公共觸發(fā)總線，可用于模板之間的同步與通信。例如，用戶能夠使用觸發(fā)線同步7個(gè)不同的PXI模塊的操作。（3）星式觸發(fā)信號(hào)線：PXI有13條星式觸發(fā)信號(hào)線，它們從星式觸發(fā)控制器插槽分別引向不同的外圍插槽，而且采用了等線長(zhǎng)技術(shù)，所以星式觸發(fā)信號(hào)線可以用作向多個(gè)模塊發(fā)送非常精確的觸發(fā)信號(hào)；主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先可以保證系統(tǒng)中的每個(gè)模塊具有單獨(dú)的觸發(fā)總線。其次。保證了與單一觸發(fā)點(diǎn)的低失真連接。它們還可以用作接收外圍模板的狀態(tài)和響應(yīng)信號(hào)。(4) 本地總線：PXI的局部總線是一種用戶可定義的菊花鏈總線，它連接每個(gè)外圍插槽及其相鄰插槽，共有l(wèi) 3根線

28、。從高速的TTL信號(hào)到高達(dá)42V的模擬信號(hào)都可以在本地總線上傳送。本地總線還可以作為高速旁路的通信路徑，而且不影響PXI的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。3在軟件結(jié)構(gòu)上 PXI軟件結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是參考了計(jì)算機(jī)和儀器接口最成功最流行的軟件標(biāo)準(zhǔn)， PXI規(guī)定系統(tǒng)控制器模板和外圍模板必須支持windows95或windows NT，其軟件技術(shù)規(guī)范源于現(xiàn)有的臺(tái)式計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)并受其推動(dòng)。這一規(guī)定使得Microsoft、Borland C+、Visual Basic 、Lab View和Lab WindowsCVI等語(yǔ)言都可作為開發(fā)PXI系統(tǒng)應(yīng)用軟件的平臺(tái)。PXI還規(guī)定制造商要提供外圍模板驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)模板的系統(tǒng)配置和初始化文件pxisys.ini和機(jī)箱的初始化文件chassis.ini等資料，以便用戶能迅速地配置和優(yōu)化系統(tǒng)的資源。 PXI支持VXI plug & play系統(tǒng)聯(lián)盟推薦的虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)(Virtual instrument Software Architecture，簡(jiǎn)稱VISA)，可用于配置VXI、GP