技术报告_英特尔处理器_V1.0_20160321 - 副本
河北科技大学信息科学与工程学院
卫星应用技术研究室GPIB、VXI、PXI、LXI技术报告
版本：V1.0
日期：2016-3-21
最后修改：2016-3-21
作者：赵久强
1自动测试系统和测试总线的基本概念
自动测试系统(Automatic Test System，ATS)指的是以计算机为核心，在程序控制下，自动完成特定测试任务的仪器系统。与传统测试仪器不同，自动测试系统强调在计算机的控制下，由若干可程控的通用设备共同完成测试任务。
AST首先要解决的关键问题是程控设互相协议的问题，也就是接口总线问题。测试总线是指可以应用在测试、测量和控制系统中的总线。在专用测试设备中的总线包括GPIB（General Purpose Interface Bus）、VXI（VMEbus eXtensions for Instrumentation）、PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）、LXI(LAN eXtensions for Instrumentation）等总线。
2基于GPIB总线技术的自动测试系统
2.1GPIB发展历程
最初的GPIB是在1960年代后半期由惠普（当时称为HP-IB）开发的，用于连接和控制惠普制造的可编程仪器。在引进了数字控制器和可编程测试设备之后，对来自多个厂商的仪器和控制器之间进行标准高速通信接口的需求也应运而生。在1975年，美国电气与电子工程师学会（IEEE）发布了ANSI/IEEE标准488-1975，即用于可编程仪器控制的IEEE标准数字接口，它包含了接口系统的电气、机械和功能规范。最初的IEEE 488-1975在1978年经过修改，主要是出版声明和附录方面。现在这个总线已经在全世界范围内被使用，它有三个名字：
通用接口总线（GPIB）
惠普接口总线（HP-IB）
IEEE 488总线
由于最初的IEEE 488文档并没有包含关于使用的语法和格式规范的叙述。这部分工作最终形成了一个附加标准IEEE 488.2，用于IEEE 488（被更名为IEEE 488.1）的代码、格式、协议和通用指令。IEEE 488.2并没有替换IEEE 488.1。许多设备还只是符合IEEE 488.1。IEEE 488.2是建立在IEEE 488.1的基础上的，它定义了设备接口功能的最小集合、一套通用的数据代码和格式、一个设备消息协议、一个常用通用设备指令集合以及一个全新的状态报告模型。在1990年发表的在488.2的基础上的可编程仪器标准命令SCPI保证了在这些仪器之间系统功能的完整性和可配置性。对于SCPI兼容的系统而言，不必再为每一个仪器学习一套新的指令集，从来自一家厂商
的仪器更换到来自另一家厂商的仪器也变得更加容易。
2.2GPIB测试系统的总线结构及硬件组成
GPIB是一个数字化24管脚并行总线，它使用8位并行、字节串行、异步通迅方式，数据以字节为单位通过GPIB总线顺序传送，遵循IEEE488标准．使用高级语言如VB、VC、C++均可实现计算机对可编程仪器的控制．GPIB总线的16条信号线包括8条双向数据线、5条控制线、3条握手线、8条地线和屏蔽线．其中8条双向数据线由DI01~DI08组成，这8条数据线并行传输8位数据，DIO1为数据的最低位，DIO8为数据的最高位；5条控制线分别为EOI、REN、SRQ、ATN、IFC，它们用来控制总线的进程；三条握手线NDAC、NRFD、DAV用来保证异步传输的可靠性．挂在GPIB总线上的仪器按作用不同可分为控者、听者和讲者．控者负责协调每个仪器并管理系统通信，一般由计算机充当；讲者是系统中发送数据的仪器；听者是系统中接收讲者发来数据的仪器．每次在系统中只能有一个执行控者、一个执行讲者和最多14个执行听者．GPIB 系统就是由一个控者控制总线，在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址一个讲者，一个或多个听者，数据在总线上从讲者向听者传送。
GPIB自动测试系统通过标准GPIB电缆将计算机、GPIB接口卡和最多15台程控仪器连接而成．系统中任何两台设备之间的距离不应超过2米；系统中电缆线总长度不应超过20米．如需远距离控制，则使用接口延伸器来扩展通信距离，但数据的传输速率会下降．每个设备都配备一个GPIB地址，GPIB接口卡的地址为0，各程控仪器的GPIB地址在1~30范围内设置。
2.3GPIB测试系统的优势及劣势
采用GPIB总线可控最多15台程控仪器，可实现点到多点的传输。
有相对确定的传输速率，确保信息的完整性和保密性。
许多仪器供应商提供大量包含GPIB的仪器，有极好的安装基础，在相同的性能水平上通常比VXI便宜。
数据传输速率较低，最大传输速率为1 Mb／s，投入费用高，可靠性不是太好。
以GPIB总线为基础，很难组建体积小、质量轻的自动测试系统，对某些场合，特使是对体积、质量要求高的军事领域不适用。
无法提供多台仪器同步和触发的功能，在传输大量数据时带宽不足。
2.4GPIB总线自动测试系统的应用及发展
GPIB系统当前在市场上占有量是所有总线系统中最大的，主要应用于台式仪器，对精度要求高的场合。目前各大仪器公司生产的台式仪器中几乎都装备有GPIB接口，很多集成电路制造商业生产了各种GPIB的接口芯片。采用GPIB的自动测试系统，在完成要求测量时间极短、数据处理量大、测试现场对操作人员有害或操作人员参与容易产生人为误差的任务中极为合适。作为测量总线领域的第一个开放的、统一独立于仪器厂商的国际标准，GPIB总线所产生响是非
常深远的。在其诞生后的30多年中，利用GPIB总线所构建的“机架堆叠式”(rack．and—stack)成为ATS首选的体系结构。对于一般的计算机总线而言，其生命周期约为10～15年，而GPIB 总线从其诞生以来，虽然已经度过了近40个春秋，但其依然有着旺盛的生命力。目前全球带有GPIB接口的仪器，超过了5000种；在2007年的第三季度，由测试与测量领导厂商发布的新型仪器中，超过80％含有GPIB接口。
3基于VXI的自动测试系统
3.1VXI发展历程
VXI总线是国际5家著名的测试和仪器公司Colorado、Data Systems、HP、Racal Data、Tektronix 和Wavetek在1987年联合推出的用于测量和测试的一种新型标准仪器结构。其开发是为了满足便携式应用的要求，而且它提供了一个标准的模块结构，这种结构即可集成于GPIB的测试系统中，也可单独构成测试系统。VXI总线几经修改和完善，与1992年被IEEE接纳为IEEE-1155-1992标准。VXI总线完全支持32位VMI总线，除此之外，VXI总线还增加了用于模拟供电和ECL供电的额外电源线、应用于测试同步和触发的仪器总线、模拟相加总线以及用于模块之间相加的本地总线。VXI总线一经发布，由于军方对测控系统的大量需求，许多仪器生产厂商都加入到VXI Plug&Play（VXI即插即用）联盟。以统一文件的编制方式增加应兼容性。
3.2VXI系统结构及规范简介
VXI总线系统或者其子系统由一个VXIbus主机箱、若干VXIbus器件、一个VXIbus资源管理器和主控制器组成，零槽模块完成系统背板管理，包括提供时钟源和背板总线仲裁等，当然它也可以同时具有其它的仪器功能。资源管理器在系统上电或者复位时对系统进行配置，以使系统用户能够从一个确定的状态开始系统操作。在系统正常工作后，资源管理器就不再起作用。主机箱容纳VXIbus仪器，并为其提供通信背板、供电和冷却。
VXIbus不是设计来替代现存标准的，其目的只是提高测试和数据采集系统的总体性能提供一个更先进的平台。因此，VXIbus规范定义了几种通信方法，以方便VXIbus系统与现存的VMEbus 产品、GPIB仪器以及串口仪器的混合集成。
3.3VXI总线系统机械结构
VXIbus规范定义了四种尺寸的VXI模块。较小的尺寸A和B是VMEbus模块定义的尺寸，并且从任何意义上来说，它们都是标准的VEMbus模块。较大的C和D尺寸模块是为高性能仪器所定义的，它们增大了模块间距，以便对包含用于高性能测量场合的敏感电路的模块进行完全屏蔽。A尺寸模块只有P1、P2和P3连接器。
目前市场上最常见的是C尺寸的VXIbus系统，这主要是因为C尺寸的VXIbus系统体积较小，成本相对较低，又能够发挥VXIbus作为高性能测试平台的优势。
3.4VXI总线系统电气结构
VXIbus完全支持32位VME计算机总线。除此之外，VXIbus还增加了用于模拟供电和ECL 供电的额外电源线、用于测量同步和触发的仪器总线、模拟相加总线以及用于模块之间通信的本地总线。VXIbus规范定义了3个96针的DIN连接器P1、P2和P3。P1连接器是必备的，P2和P3两个连接器可选。
3.5VXIbus系统EMC、供电和冷却
VXIbus总线规范规定了系统传导及辐射EMC（电磁兼容）产生和敏感度的上限值。EMC的限定保证了包含敏感电路的模块能够完成所期望的操作，而不受到系统中其他模块的干扰。
为了方便系统集成VXIbus规范要求机箱制造商和模块制造商在其产品规范中给机箱供电和冷却能力以及模块的电源需求和冷却指标。系统集成者可以根据这些指标选择合适的机箱和模块。
3.6VXlbus系统通信
通信是VXibus标准的又一个重要组成部分。VXIbus总线规范定义了几种器件类型和通信协议。然而，规范为了保证开放性，并没有规定VXIbus主机箱和器件的控制方式，以便厂商可以灵活定义并与高速发展的PC技术同步。下一节将要详细讨论当前流行的几种方式。每个VXIbus 器件都有一个唯一逻辑地址（unique logical address,ULA），编号从0到255，即一个VXIbus系统最多有256个器件。VXIbus规范允许许多器件驻留在一个插槽中以提高系统的集成度和便携性，降低系统成本，也允许一个复杂器件占用多个插槽，VXIbus通过ULA进行器件寻址，而不是通过器件的物理位置。
3.7VXI总线的应用及发展
VXI总线最突出的特征在于它具有紧凑的尺度、较高的数据吞吐量既灵活方便的性能。生产VXI产品的厂家超过了100家，VXI一起种类超过了3000种，可搭建各种不同的自动测试系统，包括野外使用的便携式测试仪器、远程数据采集应用及高性能数据采集和功能测试系统。目前，VXI总线已成为最好的虚拟仪器开发平台。以VXI总线技术为核心组建的自动测试系统已经在家用冰箱测试、铁路电机测试、环保测试、电力测试、集成电路封装测试、托卡马克等离子体物理试验、汽车燃油泵测试、电梯功能和安全测试等方面得到了较好的应用。在军用方面，以航天测控公司等为代表的VXI总线产品开发和系统集成厂商，已经有几十套VXI总线自动测试系统应用于导弹、飞船、运载火箭、发动机、飞机、雷达、鱼雷、轻武器、火炮、装甲车和制导炸弹等多个领域的测试中。
4基于PXI的自动测试系统
4.1PXI发展历程
PXI (PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展) 是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI（Peripheral Component Interconnection-外围组件互连）的电气总线特性与CompactPCI（紧凑PCI）的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。制订PXI规范的目的是为了将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的必要扩展完美地结合起来，形成一种主流的虚拟仪器测试平台。这使它成为测量和自动化系统的高性能、低成本运载平台。
4.2PXI的总线结构及特征
PXI继承了PCI总线适合高速数据传输的优点，支持32位或64位数据传输，最高数据传输速率可达132M/s或528M/s，也继承了compactPCI规范的一些优点。为满足仪器应用需要，PXI 提供了8条TTL触发总线、13条局部总线、10MHz系统时钟和高精度星状触发线等资源。
4.3系统控制插槽位置
系统控制插槽在PCI总线段的最左边，为系统控制插槽定义一个固定位置可以增加PXI控制器和机箱的的兼容性，扩展到左边插槽的PXI使得系统插槽不会占用宝贵的外设模块插槽。PXI 机械规范还定义了星状触发器控制插槽的位置，星状触发信号从这一插槽连接到PXI底板外设模块插槽时，可插入其他外设模块。
在PICMG2.0R3.0定义的compactPCI机械特性可以直接在PXI系统中使用。PXI增加的一些简化系统集成的特性，为了确保PXI机箱的制冷，对机箱中气流流动方向做了规定。
4.4与compactPCI的互操作性
PXI兼容系统和标准compactPCI产品的互操作性十分重要。许多PXI兼容系统的组成不需要PXI特殊的特性。CompactPCI和PXI都利用其具有的PCI局部总线来确保它们在电气和软件上的兼容性。
4.5电气结构简介
PXI在标准的PCI总线的基础上增加了仪器所需要的特殊信号，包括触发线，星状触发线，专门的参考时钟局部总线等。
4.5.1软件结构
PXI定义了允许多个厂商的产品同时使用的硬件接口层标准，但不同于其他规范，PXI为了易于集成，支持标准操作系统结构并支持VXI即插即用联盟开发的仪器软件标准，同时支持所有外设模块的驱动。
4.5.2机械结构
PXI系统除支持compactPCI机械特性外，为了更易于系统集成，另外增加了一些其他机械特性。包括系统槽的位置、控制器的互操作性、PXI标志、环境测试、制冷、接地和电磁兼容的指导方针等。
4.6PXI总线优点
优点：继承了PCI总线适合高速数据传输的优点，支持32位、64位数据传输。最高数据传输速率可达132M/s也继承了compactPCI规范的坚固、模块化等优点，并且增加了适合仪器使用的触发总线、局部总线等硬件特性和关键的软件特性，是用于测量和自动化系统的高性能、低成本开发平台。低成本，只需对模块上的敏感元件进行金属屏蔽，适用于现场测试领域。
缺点：PXI不适用于大系统，不能在高端场合代替VXI。
4.7PXI总线的应用及发展
应用：PXI技术的应用日益广泛，与传统方案相比，基于PXI的自动化测试系统具有成本更低、体积更小、灵活度更高、易于升级等诸多优势，更能满足OEM对成本的限制、产品复杂度、上市时间和质量控制等方面的要求，这是生产测试领域的福音。在科技创新领域，PXI系统让科研人员能快速完成原型设计。硬件方面，用户可以选购所需要的PXI模块，也可自行研发硬件。在软件方面，系统的软件层向用户开放，用户可以利用自己已有的IP定义算法。在大型强子对撞机的托克马克装置定时控制，天文望远镜镜片控制，三网合一的关键技术研究与测试、风机硬件在环测试、癌症早期探测、鸟巢体育唱结构健康监测等关键科研项目。
展望：在摩尔定律依然有效的未来数年内，PXI设备的性能注定将被大幅提高。PXI系统的高度灵活性使得它能够适应将来可能出现的新的热点应用，姜维更多的工程师和科学家研发创新的有效工具。
5基于LXI的自动测试系统
5.1LXI发展历程：
LXI（LAN eXtension for instrumentation）是一种基于局域网的模块化测试平台标准，它融合了GPIB仪器的高性能、VXI、PXI仪器的小体积以及LAN的高吞吐率，并考虑定时、触发、冷却、电磁兼容等仪器要求。其目的是充分利用当今测试技术的最新成果和PC机标准I/O能力，组建
灵活、高效、可靠、模块化的测试平台。
5.2基于LXI总线系统的优点
基于以太网是LXI的最大特色。LXI基于著名的工业标准以太网技术，增加仪器系统需要的规范、语言、命令、协议等内容，从而构成新一代的模块仪器接口规范。由于以太网技术非常成熟、其错误检测、故障定位、长激励互联、搞通信数据率、树状拓扑结构等比现有计算机并行和串行总线优越的多，提高了系统的灵活性并降低了成本LXI可用标准的windows操作系统，可以利用通用软件C/C++、visual basic、labview和VEE等进行系统编程，可以利用网络界面进行操作。提供分布式测试方式，LXI设备可以分布在世界任何地方，从任何地方进行访问。日益增长的系统复杂性和更多的系统协调需求越来越多的采用分布式系统结构网络通信技术的应用成本限制
5.3LXI总线的应用及发展
随着信息技术的发展，近十年来被测对象发生了很大的改变，总的来说，现在的测试对象有如下几个共同点：测试对象具有不同等级的分布式特性，大到分布在几百上千公里的范围内，小到分布在几十米的范围内；测试对象越来越复杂，测试数据量大，为了完成测试任务，需要大量的测试设备，如对3G通信网络的测试需要成百上千个测试设备；对于某些测试任务，要求某些测试设备具有协同操作的特性，如某些工业自动化的动作控制部分要求100ns的时钟同步性能；某些测试对象需要远程测试和控制。
自动测试总线包括传统的GPIB、VXI、PXI总线，用这些总线构建自动化测试系统时测试节点数受限，且成本较高，这些总线自身不能构建分布式测试系统。因此传统的测试总线由于自身的缺陷不能满足分布式和复杂系统的测试需求，向分布式体系结构的转变被看作是解决问题的必然选择。
6自动测试系统的发展过程
自动测试系统的发展过程大体上可分为三个阶段：
6.1第一代自动测试系统——专用型
专用型系统是针对具体测试要求而研制的，主要用于测试工作量很大的重复测试，高可靠性的复杂测试，用来提高测试速度或者用于人员难以进入的恶劣环境。
第一代自动测试系统至今仍在应用。
这类系统是从人工测试向自动测试迈出的重要的一步，是本质上的进步。它在测试功能、性能、测试速度和效率，以及使用方便等方面明显优于人工测试。
第一代自动测试系统的缺点突出表现在接口及标准化方面，带来的突出问题是：
①复杂的被测对象的所有功能、性能测试若全部采用专用型自动测试系统，则所需要
的自动测试系统数目巨大，费用高昂，使保障设备的机动能力降低。
②一旦被测对象退役，为其服务的一大批专用自动测试系统也随之报废。
6.2第二代自动测试系统——台式仪器积木型
它是在标准的接口总线的基础上，以积木方式组建的系统。系统中的各个设备（计算机、可程控仪器、可程控开关等）均为台式设备，每台设备都配有符合接口标准的接口电路。组装系统时，用标准的接口总线电缆将系统所含的各台设备连在一起构成系统。这种系统组建方便，组建者一般不需要自己设计接口电路。积木式特点使得这类系统更改、增减测试内容很灵活，而且设备资源的复用性好。系统中的通用仪器既可作为自动测试系统中的设备来用，亦可作为独立的仪器使用。应用一些基本的通用智能仪器可以在不同时期，针对不同的要求，灵活地组建不同的自动测试系统。组建这类自动测试系统普遍采用的接口总线为可程控仪器的通用接口总线GPIB（General Purpose Interface Bus），在美国亦称此总线为IEEE 488HP-IB。在欧洲、日本常称之为IEC 625。在我国国内，人们常称之为GPIB或IEEE 488，并已公布了相应的国家标准。采用GPIB总线组建的自动测试系统特别适合于科学研究或武器装备研制过程中的各种试验、验证测试。
基于GPIB总线的自动测试系统的主要缺点表现为：①总线的传输速率不够高（最大传输速率为1Mbytes/s），很难以此总线为基础组建高速、大数据吞吐量的自动测试系统。②仪器的机箱、电源、面板、开关大部分都是重复配置的，它阻碍了系统的体积、重量的进一步降低，难以组建体积小、重量轻的自动测试系统。
6.3第三代自动测试系统——模块化仪器集成型
这类系统基于VXI、PXI等测试总线，主要由模块化的仪器设备所组成。VXI总线（VMEbus eXtensions for Instrumentation）是VME计算机总线向仪器测试领域的扩展，具有高达40Mbytes/s 的数据传输速率。PXI总线是PCI总线（其中的Compact PCI总线）向仪器测量领域的扩展，其中数据传输速率为132～264Mbytes/s。以这两种总线为基础，可组建高速、大数据吞吐量的自动测试系统。系统中，仪器、设备或嵌入计算机均以VXI（或PXI）总线的形式出现，众多模块化仪器设备均插入带有VXI（或PXI）总线插座、插槽、电源的VXI（或PXI）总线机箱中，仪器的显示面板及操作，用统一的计算机显示屏以软面板的形式来实现，避免了系统中各仪器、设备在机箱、电源、面板、开关等方面的重复配置，大大降低了整个系统的体积、重量并能在一定程度上节约成本。第三代自动测试系统具有数据传输速率高、数据吞吐量大、体积小、重量轻，系统组建灵活，扩展容易，资源复用性好，标准化程度高等众多优点，是当前先进的自动测试系统特别是军用自动测试系统的主流组建方案。在组建这类系统中，VXI总线规范是其硬件标准，VXI即插即用规范（VXI Plug & Play）为其软件标准，以货架产品（COTS）形式提供的虚拟仪器开发环境，为研制测试软件可采用的基本软件开发工具，目前尚有一部分元件不能以VXI 总线模块的形式提供，因此在与VXI测试为主的总线测试系统中还可以用GPIB总线灵活连接GPIB所需的总线台式仪器。
6.4VME总线原理及应用
VME（VersaModule Eurocard）总线是一种通用的计算机总线，结合了Motorola公司Versa 总线的电气标准和在欧洲建立的Eurocard标准的机械形状因子，是一种开放式架构。它定义了一个在紧密耦合（closely coupled）硬件构架中可进行互连数据处理、数据存储和连接外围控制器件的系统。经过多年的改造升级，VME系统已经发展的非常完善，围绕其开发的产品遍及了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等领域。
6.5VME的特点
VME的数据传输机制是异步的，有多个总线周期，地址宽度是16、24、32、40或64位，数据线路的宽度是8、16、24、32、64位，系统可以动态的选择它们。它的数据传输方式为异步方式，因此只受制于信号交换协议，而不依赖于系统时钟；其数据传输速率为0～500Mb/s；此外，还有Unaligned Data传输能力，误差纠正能力和自我诊断能力，用户可以定义I/O端口；
其配有21个插卡插槽和多个背板，在军事应用中可以使用传导冷却模块。
6.6VME结构
因为是两种标准的结合，那么VME系统也可以被看作是两个部分。一个部分是它的机械构架，此部分决定着VMEbus 系统背板、前置面板和嵌入板的尺寸大小；而令一部分则是功能构架，它定义了系统的运转流程。
6.7VME的机械结构
VME机械构架中的主要部分为背板，是一个印刷电路板。它的大小有三种型号：3U（160mm ×100mm）、6U（160mm × 233mm）和9U（367 mm× 400mm）。根据VME64x标准，VME系统中有三种连接器，它们分别是P0/J0、P1/J1和P2/J2，“P”和“J”分别代表了PLUG和JACK连接器。P1/J1和P2/J2连接器有96个管脚，排列成三排，每排32管脚；P0/J0连接器则有95个管脚。3U型背板只具有P1/J1或P2/J2连接器，而6U型背板则同时具有J1和J2连接器。
6.8VME的功能结构
如图1所示，VME的功能构架可以说是由信号线，背板接口逻辑和功能模块所组成的。背板接口逻辑的性能是由背板上的一些特性所左右的，比如信号线阻抗、传播时间、终端数值等等。它和信号线是系统各部分之间的纽带。功能模块则是执行具体任务的电路集合。其中，主要的模块叫做主设备（master），其决定着数据传输的顺序；根据主设备数据传输情况而动作的模块叫做从设备（slave），负责监控数据传输目标地址的模块被称为定位监控设备。此外，还有发出中断请求和处理中断请求的模块，判定和处理其他模块请求的仲裁模块。当然，还少不了发出时钟信号的模块和监控系统电源工作情况的模块。
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。
7VME总线家族
7.1VME64
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。
7.2VME64 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。
7.3VME320
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。
7.4VME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。对于这种非常有弹性的技术，悄然的衰落可能不会是多数人所愿意看到的。