VME總線原理及應用

VME總線原理及應用

VME（VersaModule Eurocard）總線是一種通用的計算機總線，結合了Motorola公司Versa總線的電氣標準和在歐洲建立的Eurocard標準的機械形狀因子，是一種開放式架構。它定義了一個在緊密耦合（closely coupled）硬件構架中可進行互連數據處理、數據存儲和連接外圍控制器件的系統。經過多年的改造升級，VME系統已經發展的非常完善，圍繞其開發的產品遍及了工業控制、軍用系統、航空航天、交通運輸和醫療等領域。

VME的特點

VME的數據傳輸機制是異步的，有多個總線周期，地址寬度是16、24、32、40或64位，數據線路的寬度是8、16、24、32、64位，系統可以動態的選擇它們。它的數據傳輸方式為異步方式，因此只受制于信號交換協議，而不依賴于系統時鐘；其數據傳輸速率為0～500Mb/s；此外，還有Unaligned Data傳輸能力，誤差糾正能力和自我診斷能力，用戶可以定義I/O端口；其配有21個插卡插槽和多個背板，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部分。一個部分是它的機械構架，此部分決定著VMEbus 系統背板、前置面板和嵌入板的尺寸大小；而令一部分則是功能構架，它定義了系統的運轉流程。

1 VME的機械結構

VME機械構架中的主要部分為背板，是一個印刷電路板。它的大小有三種型號：3U（160mm ×100mm）、6U（160mm × 233mm）和9U（367 mm× 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個管腳，排列成三排，每排32管腳；P0/J0連接器則有95個管腳。3U型背板只具有P1/J1或P2/J2連接器，而6U型背板則同時具有J1和J2連接器。

2 VME的功能結構

如圖1所示，VME的功能構架可以說是由信號線，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，比如信號線阻抗、傳播時間、終端數值等等。它和信號線是系統各部分之間的紐帶。功能模塊則是執行具體任務的電路集合。其中，主要的模塊叫做主設備（master），其決定著數據傳輸的順序；根據主設備數據傳輸情況而動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為定位監控設備。此外，還有發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，還少不了發出時鐘信號的模塊和監控系統電源工作情況的模塊。

圖1 VME功能架構