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总线与接口(内部总线、系统总线、外部总线)

时间:2022-10-06 10:00:01 集成电路插座插槽

这种分类方法是根据远近芯片等级进行分类的。

1.1 内部总线

内部总线微机内部各有各外围芯片处理器芯片一级互连采用总线。

1.1.1 I2C总线

I2C(Inter-IC)十多年前,总线从Philips该公司是近年来广泛应用于微电子通信控制领域的一种新型总线标准。同步通信具有特殊形式的特殊形式接口线少,控制方法简化,设备封装形式小,通信速度高等等。主从通信可以有多个优势。I2C同时接收总线设备I2C在总线上,通过地址识别通信对象。

I2C总线是串行数据总线,只有两条信号线,一条是双向数据线SDA,另一个是时钟线SCL。在 I2C总线上传输的一个数据字节由八位组成。总线对每次传输的字节数没有限制,但每个字节后必须有一个响应位。(这是和SPI总线最明显的区别)。

1.1.2 SPI总线

串行外围设备接口SPI(Serial Peripheral Interface)总线技术是Motorola一家公司推出同步串行接口SPI由于其强大的硬件功能,总线与SPI相关软件相当简单,使CPU有更多的时间处理其他事务。

SPI接口主要用于EEPROM,FLASH,实时时钟,AD数字信号处理器和数字信号解码器之间的转换器。SPI接口以主从的方式工作,通常有一个主器件和一个或多个从器件,其接口包括以下四个信号:
(1)MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入 ;
(2)MISO – 从设备数据输出入,从设备数据输出 ;
(3)SCLK – 时钟信号,由主器件产生;
(4)SS – 由主器件控制的从器件使能信号。

1.1.3 SCI 总线

串行通信接口 SCI ( serial communication interface ) 也是由 Motorola 该公司推出了它。它是一用的异步通信接口 UART ,与 MCS-51 异步通信功能基本相同。

1.2 系统总线

系统总线是微机中各插件板系统板之间的总线用于插件板的一级连接;由于总线用于连接微机的各种功能部件,形成完整的微机系统,因此称为系统总线。

1.2.1 ISA总线

ISA(industrial standard architecture)总线标准是IBM 公司于1984年推出PC/AT机器建立的系统总线标准也被称为AT总线XT扩展总线以满足8/16位数据总线的要求。从80286到80286 80486年代应用广泛,至今仍保留在奔腾机中ISA总线插槽。ISA总线有98个引脚。

1.2.2 EISA总线

EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出总线标准。ISA在总线的基础上,使用双层插座,在原来ISA总线的98 在信号线上增加了98条信号线,即两条信号线ISA在信号线之间添加一个EISA信号线。在实用中,EISA总线完全兼容ISA总线信号。

1.2.3 VESA总线

VESA(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的局部总线简称VL(VESA local bus)总线。考虑到总线系统CPU与主存和Cache 这部分总线通常被称为直接连接CPU其他设备通过总线或主总线VL总线与CPU因此,总线相连VL总线称为局部总线。它定义了32位数据线,可以通过扩展槽扩展到64位,使用33位MHz最大传输率为132MB/s,可与CPU同步工作。支持386SX、386DX、 486SX、486DX奔腾微处理器

1.2.4 PCI总线

PCI(peripheral component interconnect)总线是目前最流行的总线之一Intel公司推出的局部总线。它定义了32位数据总线,可扩展到64位。PCI总线主板插槽比原主板插槽体积大ISA总线插槽还小,其功能比VESA、ISA支持突发读写操作,最大传输速率可达132MB/s,多组外围设备可同时支持。 PCI局部总线不能与现有总线兼容ISA、EISA、MCA(micro channel architecture)但它不受处理器的制约,是基于奔腾等新一代微处理器而开发的总线。

1.2.5 PCI-E总线

与业内流行的点对点串行连接相比,采用了目前流行的点对点串行连接PCI以及早期计算机总线共享平行架构,每个设备都有自己的特殊连接,不需要要求整个总线带宽,可以将数据传输率提高到高频率PCI不能提供的高带宽。工作原理。PCI Express并行系统PCI它使用串行传输数据,而不是任伺相似之处。依靠高频获得高性能。因此PCI Express也曾被称为串行PCI”。当前PCI Express基本全面取代了AGP,就象当初PCI取代ISA一样。

1.3 外部总线

外部总线则是微机外部设备微机作为一种设备,通过该总线与其它设备进行信息和数据交换,用于设备一级互连。

1.3.1 RS-232-C总线

RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)串行物理接口标准的制定。RS是英文推荐标准的缩写,232是标识号,C表示修改次数。RS-232-C设置总线标准25条信号线,包括主通道和辅助通道,主通道主要用于大多数情况下。对于一般的双工通信,只需要几条信号线,如发送线、接收线和地线。RS-232-C每秒50、75、 波特100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定驱动器允许2500pF例如,150的电容负载和通信距离将受到此电容器的限制pF/m通信电缆时,最大通信距离为 15m;如果每米电缆的电容量减小,通信距离可以增加。传输距离短另一个原因是RS-232属于单端信号传输,存在共地噪声、共模干扰无法抑制等问题,因此一般使用20m内部通信。

1.3.2 RS-485总线

通信距离要求为几十米到几千米时间,广泛使用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰的能力。此外,总线收发器灵敏度高,可检测低至200mV传输信号的电压 可在千米外恢复。 RS-485采用半双工作,任何时候只能有一点发送状态。因此,发送电路必须由能量信号控制。RS-多点互多点互连非常方便,可以节省大量信号线。应用RS-485 它最多可以并联32个驱动器和32个接收器。

1.3.3 IEEE-488总线

以上两条外部总线是串行总线IEEE-488 总线是并行总线接口标准。IEEE-488总线用于连接系统,如微机、数字电压表、数字显示器和其他仪器IEEE-组装488总线。它以平行位置和字节串行的双向异步方式传输信号。连接方式为总线。仪器设备直接与总线并联,无中介单元,但总线最多可连接15台设备。最大传输距离为20米,信号传输速度一般为500米KB/s,最大传输速度为1MB/s。

1.3.4 USB总线

通用串行总线USB(universal serial bus)是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom一种新的接口标准,由7家世界著名的计算机和通信公司共同推出。基于通用连接技术,实现外设的简单快速连接,方便用户,降低成本,扩展PC连接外设范围的目的。与普通使用串并口的设备不同,它可以为外设提供电源。另外,快速是USB技术的突出特点之一,USB的最高传输率可达12Mbps比串口快100倍,比并口快10倍,USB也可以支持多媒体。

2、MIPI

2.1 初识mipi

MIPI官网:https://www.mipi.org

MIPI联盟:移动工业处理器接口( Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI)联盟。
2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立,MIPI联盟成员包括:手机设备制造商、半导体厂商、软件厂商、系统供应商、外围设备制造商、知识产权提供商、其他公司。目的是把手机内部的接口如摄像头CSI( Camera Serial Interface)、显示屏接口DSI( Display Serial Interface)、
射频/基带接口等标准化,从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

MIPI联盟下面有不同的WorkGroup,分别定义了一系列的手机内部接口标准,比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组,更改设计和功能时更加快捷方便。

2.2 MIPI 之 SPMI

MIPI 联盟规格书不少接口的协议,了解PMIC电源管理芯片的人都知道,现在很多主芯片和PMIC都使用SPMI(System Power Management Interface)接口进行通信,它规定了基带或者应用处理器与外部期间的硬件接口,通过此接口支持更好的电源管理技术。

SPMI是一个双线串口PMIC_SPMI_CLK, PMIC_SPMI_DATA),属于CMOS I/Os物理层。该接口将片上系统(SoC)处理器系统的集成电源控制器与一个或多个电源管理IC电压调节系统连接起来。
该接口可用于准确监测和控制给定工作负载或应用程序所需的处理器性能水平,并根据性能水平实时动态控制各种电源电压。

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