嵌入式總線技術(shù)解析

總線基礎總線（Bus）是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束，按照計算機所傳輸?shù)男畔⒎N類，計算機的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統(tǒng)。在計算機系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個功能部件的。

總線的工作原理當總線空閑（其他器件都以高阻態(tài)形式連接在總線上）且一個器件要與目的器件通信時，發(fā)起通信的器件驅(qū)動總線，發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其他以高阻態(tài)形式連接在總線上的器件如果收到（或能夠收到）與自己相符的地址信息后，即接收總線上的數(shù)據(jù)。發(fā)送器件完成通信，將總線讓出（輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)）。

總線的分類

A. 按功能和規(guī)范分。

圖1三類總線在微機系統(tǒng)中的地位和關(guān)系

（1） 片總線（Chip Bus， C-Bus） 又稱元件級總線，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，它的寬度可以是8、16、32或64位。目前比較流行的幾種內(nèi)部總線技術(shù)：I2C總線、SCI總線等。

（2） 內(nèi)總線（Internal Bus， I-Bus） 又稱系統(tǒng)總線或板級總線，是微機系統(tǒng)中各插件（模塊）之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。常用的有PC總線、AT總線（ISA總線）、PCI總線等。

（3） 外總線（External Bus， E-Bus）又稱通信總線，是微機系統(tǒng)之間或微機系統(tǒng)與其他系統(tǒng)（儀器、儀表、控制裝置等）之間信息傳輸?shù)耐?，如EIA RS-232C、IEEE-488等。

其中的系統(tǒng)總線，即通常意義上所說的總線，一般又含有三種不同功能的總線，即數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB。

有的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總線和地址總線是復用的，即總線在某些時刻出現(xiàn)的信號表示數(shù)據(jù)而另一些時刻表示地址；而有的系統(tǒng)是分開的。

51系列單片機的地址總線和數(shù)據(jù)總線是復用的，而一般PC中的總線則是分開的?！皵?shù)據(jù)總線DB”用于傳送數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)形式的總線，即他既可以把CPU的數(shù)據(jù)傳送到存儲器或I／O接口等其它部件，也可以將其它部件的數(shù)據(jù)傳送到CPU。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)是微型計算機的一個重要指標，通常與微處理的字長相一致。例如Intel 8086微處理器字長16位，其數(shù)據(jù)總線寬度也是16位。

需要指出的是，數(shù)據(jù)的含義是廣義的，它可以是真正的數(shù)據(jù)，也可以是指令代碼或狀態(tài)信息，有時甚至是一個控制信息，因此，在實際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送的并不一定僅僅是真正意義上的數(shù)據(jù)?！暗刂房偩€AB”是專門用來傳送地址的，由于地址只能從CPU傳向外部存儲器或I／O端口，所以地址總線總是單向三態(tài)的，這與數(shù)據(jù)總線不同。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，比如8位微機的地址總線為16位，則其最大可尋址空間為2^16＝64KB，16位微型機（x位處理器指一個時鐘周期內(nèi)微處理器能處理的位數(shù)多少，即字長大?。┑牡刂房偩€為20位，其可尋址空間為2^20＝1MB。一般來說，若地址總線為n位，則可尋址空間為2^n字節(jié)?！翱刂瓶偩€CB”用來傳送控制信號和時序信號?？刂菩盘栔校械氖俏⑻幚砥魉屯鎯ζ骱虸／O接口電路的，如讀／寫信號，片選信號、中斷響應信號等；也有是其它部件反饋給CPU的，比如：中斷申請信號、復位信號、總線請求信號、設備就緒信號等。

因此，控制總線的傳送方向由具體控制信號而定，一般是雙向的，控制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。實際上控制總線的具體情況主要取決于CPU。