VME总线原理及应用

图1 VME功能架构

这些模块虽然各有分工，但是要想集体配合，还需要总线的支持。VME系统的总线分为四大类：数据传输总线、数据传输仲裁总线、优先中断总线和通用总线。

数据传输总线是一个高速异步平行数据传输总线，能传输数据和地址信号。主设备、从设备、中断模块和中断处理模块通过其进行两两交换数据。另外两个模块，总线时钟（bus TImer）和JACK 菊花链驱动器也通过数据传输总线参与数据处理工作。

数据传输仲裁总线是为确保在特定的时间内只有一个模块占用数据传输总线而设定的。工作在其上的请求模块和仲裁模块将负载协调各模块发出的指令。仲裁模块处于背板的第一个插槽内，决定哪个主设备将优先使用总线资源。具体的判定方法包括了优先权算法、round-robin算法和其他排序算法。优先权中断总线是处理各模块中断请求的总线。各种中断请求在VME中被分成了7个等级，根据等级的高低，它们依次对信号线进行中断工作。

最后一个总线是通用总线。所谓通用总线就是负责系统的一些基本工作，包括对时钟的控制、初始化、错误检测等任务的总线。它由两条时钟线、一个系统复位线、一个系统失效线、一个AC失效线和一个串行数据线构成。

各模块是以平行结构分布的，所有的数据和指令通过系统底层的4类总线进行传输，信号的模式是TTL电平信号。

VME总线家族

● VME64

随着周边技术的发展，VME系统的升级在所难免。于是在1995年，VME总线的新一代架构VME64脱颖而出。相对于传统的VME系统，VME64加大了传输带宽，拓展了地址空间和方便了板卡插拔。它将6U板的数据线宽和地址范围扩展到了64位，给3U板提供了32位和40位地址模块，传输带宽达到了80Mb/s，增加了总线锁定周期，增加了第一插槽探测功能，加入了对热插拔的支持。

● VME64 extension

VME64扩展集是1997通过的新标准，它又被称为VME64x。它增加了一个160管脚连接器系列（按5行排列），还在P1/J1和P2/J2之间加入了一个P0/J0 连接器，另外新增设了一个3.3V电源管脚。该系统新增的两个边缘总线循环则把数据速率提高到160 Mb/s。此外，还增加了EMC前置面板和ESD功能。

● VME320

VME320最大的改进可能是采用了星型互连的方法来达到数据传输加速的目的。它采用了一种叫做2eSST的协议，这是一种信源同步传输协议，可将理论数据速率提高到320 Mb/s。不过VME320并没有得到广泛的支持。

其他从VME中派生出来的协议还很多，在这里就不一一介绍了。

VME的发展趋势

VME技术目前的优势在于多年的技术积累，其完备的规范和得力的技术支持能满足大部分客户的具体要求。此外，它的模块性也是一个非常大的优势，因为对于很多的嵌入式系统来说，加入额外的I/O是常有的事，而VME能很好的满足这一特点。VME提供了21个扩充插槽，而且新加入的模块并不影响系统的整体性能。

不过，VME毕竟是诞生于25年前的技术，很多用户就对VME在带宽方面的进展不太满意。因为在这个海量数据的时代，带宽是一个压倒性的指标。不过，厂商们并未对VME丧失信心，他们在想尽一切办法来延长VME的寿命。SBS公司推出的VXS标准和VITA（VME国际贸易协会）开发的VPX标准就是一种新的尝试。VXS为引用交换结构创造了条件，而VPX则将开关结构信号速率提升到了6.25Gb/s。与此同时，许多VME总线背板开始使用PMC（PCI Mezzanine Card）插槽，以便能直接使用PCI板卡。制造商们还吸取了PCI板卡的构造因素，来让VME板卡跟上行业的步伐。

VME的成就是众所公认的，但要想在未来的10年重新焕发活力，制造商们还要继续的努力。对于这种非常有d性的技术，悄然的衰落可能不会是多数人所愿意看到的。