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VME，板卡间总线使用最为广泛的代表

【技术讲座】板卡接口的过去与现在，工业总线规格总汇(一)
VME，板卡间总线使用最为广泛的代表

DATE	2008/03/10

　　【日经BP社报道】用于系统中各种板卡间连接的总线种类繁多。如从过去广泛使用的VME派生出来的工业总线、连接主板和扩充卡的PCI-104，把用于板卡上芯片间高速连接的PCI类总线应用于板卡间的Compact PCI以及其扩展型等。本站将从今天起连载有关板卡间连接的各种总线特征和技术应用动态。

VME、VXS、VPX、VXI——从最初的标准出台历经20多年时光

　　过去，作为板卡间的连接总线被广泛采用的代表当属VME。VME是“Versa Module European”的缩写。其基础是美国摩托罗拉半导体公司（现在的飞思卡尔半导体公司）的“MC68000”处理器使用的Versa。VME在1986年被IEC标准化成“IEC821”，1987年又被IEEE制定成“IEEE1014-87”标准，具体内容可通过这两个标准化团体获得。另外也可以通过VME的普及团体“VITA（VME International Trade Associations）”购买*1。

图1　VME基本构造
VME由控制总线整体的总线仲裁器、实施发送数据的主方和接受数据的从方组成

　　VME的基本构造本身是比较简单的并行总线（图1）。协议也非常简单。其基本原理是：设置控制总线整体的总线仲裁器，当想传送据的设备(主方)向控制器发出请求并获得总线权限之后，就可以开始发送数据，传送对象（从方）开始接收数据。

　　VME有以下特点：

（1）数据传送采用非同步方式。因此，即使是访问速度不同的主/从设备混杂在一起，也可以进行通信。

（2）主方设备最多可以容许20个。多个主方设备同时发出传送请求时，用于进程调度的PRI（优先权）、RRS（循环选择）、SGL（单级）3种调整机构开始辅助工作。

（3）提供有7种中断请求级别（IRQ1～IRQ7）

　　可见，与PCI相比，可连接的设备要多得多。

　　而且，VME从最初的标准化以来，已经历经了20多年的时光，其间追加了许多功能。当初的VME设想的只是地址/数据合计最大32bit的规格（VME32），1994年扩展至64bit的规格（VME64）诞生。另外，还推出了追加支持SKYchannel/SCSA/M-Module/BusNet/CCPMC/Myrinet等对应系统化的扩展规格，以及支持Gbit Ethernet/PCI/PCIX/Infiniband/PCI Express/RapidIO等其它总线规格的扩展规格。可以说，已经逐步发展成为“什么都支持”的规格了。

　　之所以VME具有上述各种支持功能，原因就是VME与其说是单纯总线，倒不如说是具有在机箱中嵌入多个板卡、构成系统的系统底座（System Enclosure）特点。VME中使用的板卡原为单高度（VME A:100mm×160mm）和双高度（VME B:233.35mm ×160mm）2种尺寸。其根源是因为沿用了Eurocard的3U/6U规格。连接器的形状也采用了类似Eurocard的规定，端子数量富有余量，同时由于板卡尺寸也比较大，所以容易导入新技术。为此，可以说VME具备了系统底座的特点。

　　而且，由于支持VME的底架（chassis）广泛普及，已经成为事实上的标准，这一点也不容忽视。虽然面向个人电脑等家庭用途来说底架的尺寸稍大一些，但面向工厂和现场等的控制/测量设备或者实验室、计算机室等设备来说则底架尺寸适中。实际上，由于可以插接20枚VME板卡的底架可以原封不动地装入19英寸的机箱，使用起来非常方便。结果就出现了即便到现在仍有遵循VME总线的新产品不断被推出的现象。（未完待续，特约撰稿人大原雄介）

*1 VITA的网站为http://www.vita.com/index.php

作者简介：大原雄介，技术论文自由撰稿人。内容主要涉及CPU和存储器等相关部件的结构、OS、驱动器、中间件等。

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