總線控制器

微型計算機系統(tǒng)中采用的標(biāo)準(zhǔn)總線種類很多，但采用最多的是以下幾種：

1、ISA總線

ISA(Industry Standard Architecture)即工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，是IBM公司為其生產(chǎn)的PC系列微型機制定的總線標(biāo)準(zhǔn)。1981年IBM推出PC/XT時，采用XT總線，數(shù)據(jù)寬度為8位，時鐘頻率為4.77MHz，所以ISA又稱PC/XT總線。1984年又推出PC/AT時，在此基礎(chǔ)上擴充為16位，6MHz的AT總線。AT的性能很好，被各種微型系統(tǒng)采用，所以就將AT和XT綜合設(shè)計為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線ISA總線，時鐘頻率提高到8MHz。

2、MCA總線

ISA總線是開放式結(jié)構(gòu)。IBM公司為了保護自身的利益，在1986年宣布PS/2機時，推出了一種相對封閉式的與ISA總線完全不同的全新的總線標(biāo)準(zhǔn)，稱為微通道結(jié)構(gòu)，即MCA(Micro Channel Architecture)。MCA總線是一種具有32位數(shù)據(jù)寬度的高性能總線標(biāo)準(zhǔn)，提供成組傳送方式，即burst mode，又叫猝發(fā)式或迸發(fā)式。MCA被公認(rèn)為是一種性能很好的總線，與ISA總線相比具有許多優(yōu)點。但由于它的封閉性及其他一些原因沒有發(fā)展起來，并且MCA與ISA不具有互換性。

3、EISA總線

1988年由COMPAQ、HP、AST、Epson、NEC等九家公司聯(lián)合推出的EISA(ExtendedIndustrial Standard Architecture)是對ISA總線的擴展，是在ISA的基礎(chǔ)上擴展成為高速的32位的總線體系結(jié)構(gòu)。其主要特點是保證了與ISA總線的向下兼容，其意義在于保護了用戶的投資。即ISA擴充和有關(guān)的軟件的功能和特性都可以在EISA系統(tǒng)中保持有效，同時提供了較快的速度和較強的擴展能力，因而EISA總線一直被廣泛應(yīng)用。

4．PCI總線

PCI(Peripheral Component Interconnect)即外部設(shè)備互連總線，是時鐘同步型輸入/輸出總線，用于連接微處理器和輸入/輸出設(shè)備。PCI總線是1992年6月由Intel公司提出的面向個人計算機的輸入/輸出總線。它不僅是為改善圖形或圖像的操作性能而設(shè)計，而是對整個系統(tǒng)提供了解決性能改進(jìn)的方案。PCI總的設(shè)計思想是增加外設(shè)到CPU總線的數(shù)據(jù)傳輸量，與大量圖形、圖像處理相適應(yīng)，并且又與傳統(tǒng)兼容，使外設(shè)與CPU相對獨立，便于標(biāo)準(zhǔn)化。

PCI總線不直接與CPU局部總線相連，它是通過PCI橋接器與CPU總線信號相連。PCI總線時鐘為33MHz，與CPU時鐘無關(guān)，總線的數(shù)據(jù)寬度為32位，并可擴展至64位，帶寬可達(dá)132MB/S-264MB/S，提高了高速數(shù)據(jù)傳輸通路。對于不需要高速的傳輸設(shè)備，仍可以采用標(biāo)準(zhǔn)總線ISA，EISA，MCA連接。通過PCI總線的標(biāo)準(zhǔn)總線橋接器與PCI相連接，PCI總線的結(jié)構(gòu)還可以擴充，從而可以增加外設(shè)的數(shù)量。

PCI總線支持并發(fā)工作。如CPU要訪問PCI總線上的設(shè)備，它可以把一批數(shù)據(jù)快速寫入橋接器的緩沖區(qū)，當(dāng)這些數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)不斷寫入PCI上的設(shè)備時，CPU可以同時執(zhí)行其他操作。

在總線系統(tǒng)設(shè)計和總線使用中．有幾個必須注意的基本要素：

總線的寬度；

總線的類型；

總線的仲裁機制；

總線的定時方式；

總線的數(shù)據(jù)傳送方式。

從功能上看，總線控制器完成總線協(xié)議規(guī)定的任務(wù)，它有以下主要功能：

1、總線系統(tǒng)資源的管理

總線系統(tǒng)的資源主要有存儲空間、設(shè)備端口空間、通道、中斷等?？偩€控制器需要對資源進(jìn)行分配，對資源沖突進(jìn)行判定，需要對設(shè)備完成選擇、啟動、復(fù)位等功能。

2、總線系純的定時

無論是同步總線還是異步總線，系統(tǒng)都必須有定時控制。所謂系統(tǒng)定時就是產(chǎn)生各種總線命令和標(biāo)識信號，協(xié)調(diào)設(shè)備的工作過程，輔助總線仲裁器工作，控制設(shè)備占用總線的時間，產(chǎn)生各種定時信號等。

3、總線的仲裁

當(dāng)總線中有若干個設(shè)備同時產(chǎn)生使用總線的請求時，需要對這些請求進(jìn)行仲裁，以確定哪一個設(shè)備可以處于優(yōu)先狀態(tài)，從而獲得總線使用權(quán)。

4、總線的連接

對于系統(tǒng)中存在多種總線，需要有總線控制器完成不同總線協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；對于系統(tǒng)中有多條總線，總線控制器要完成這些總線之間的連接。

不管是哪一種形式的總線控制器，都可以采用3種控制方法：優(yōu)先權(quán)固定控制法、定時查詢計數(shù)法以及獨立請求控制法。

RX3iProfiNet總線控制器、PAC3iNIU模塊,RX3i串行通訊模塊；RX3iCPU、RX3iProfibus總線從站單元。