计算机总线系统架构
vme总线[指南]
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VME总线开放分类：总线诞生于25年前的VME（V ersaModule Eurocard）总线是一种通用的计算机总线，结合了Motorola公司V ersa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。
VMEVME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UnalignedData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。
VME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。
1 VMEVME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。
glink总线标准
glink总线标准
G-Link总线标准是一种用于连接计算机系统中各个组件的一种总线架构。
它是由英特尔在1996年推出的，并且被广泛应用于服务器和
工作站等高性能计算机系统中。
G-Link总线标准采用了差分信号传输技术，能够提供高速、可靠的数据传输。
它支持双向通信，并且在数据传输过程中可以进行错误
检测和纠正，提高了数据传输的可靠性。
G-Link总线标准的传输速率可以达到2.5GB/s，并且可以通过多
个通道同时传输数据，提高了总线的带宽。
G-Link总线还支持热插拔
和热替换，方便系统的扩展和维护。
总体而言，G-Link总线标准是一种高性能、可靠的总线架构，适用于需要大量数据传输和高处理能力的计算机系统。
它已经被广泛应
用于服务器、工作站等领域，并且在一些高性能计算领域仍然被使用。
计算机网络的基本原理和架构
计算机网络的基本原理和架构计算机网络是指将多台计算机互相连接起来，使其能够共享资源和信息的系统。
它是现代科技的重要组成部分，广泛应用于各个领域，如教育、商务、通信等。
本文将介绍计算机网络的基本原理和架构。
一、基本原理1. 数据传输原理：计算机网络通过数据传输实现不同计算机之间的交流。
数据传输主要依靠信道进行，包括有线和无线信道。
数据在传输过程中会经历编码、调制和差错校验等过程，确保传输的准确性和可靠性。
2. 数据交换原理：数据交换是计算机网络实现信息共享的核心。
数据交换主要有两种方式，即电路交换和分组交换。
电路交换是指在通信双方建立连接后保持直接通信的方式。
分组交换是将数据分成多个小包进行传输，在传输过程中可以动态选择路径。
3. 数据传输协议：计算机网络中的数据传输依靠一系列的协议来实现。
常见的数据传输协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和FTP协议等。
其中，TCP/IP协议是互联网的基础协议，负责实现数据在网络中的传输和路由。
二、基本架构1. 客户端-服务器架构：客户端-服务器架构是计算机网络中最常见的架构之一。
它使用集中式服务器来提供服务，客户端通过网络发送请求，并由服务器响应。
这种架构适用于需要提供相同服务的多个客户端。
2. 对等网络架构：对等网络架构是指计算机网络中各个节点之间地位相等，可以相互通信和共享资源。
这种架构适用于需要实现节点之间直接交流和合作的场景，如P2P文件共享。
3. 总线架构：总线架构是计算机网络中最基本的架构，也是最简单的架构之一。
它通过共享总线来实现数据传输，所有计算机通过总线进行通信。
总线架构适用于小型网络和局域网。
4. 分布式系统架构：分布式系统架构是指计算机网络中各个节点地位相等，可以独立工作，但又能协同合作。
分布式系统架构适用于大规模网络和云计算环境，可以提高资源利用率和可靠性。
三、实施步骤1. 确定网络需求：在构建计算机网络之前，首先要确定网络的需求，包括所需的带宽、用户数、安全性要求等。
微型计算机硬件组成
微型计算机系统也由硬件和软件两大部分组成3.1 微型计算机3.1.1 微型计算机概述1)微型计算机与大、中、小型计算机的区别在于微型计算机的CPU采用了大规模和超大规模集成电路技术。
2)通常将微型计算机的CPU芯片称作微处理器（Micro ProcessingUnit，MPU），微型计算机的发展是与微处理器的发展同步的。
3)摩根定律：计算机的CPU性能每18个月，集成度将翻一番，速度将提高一倍，而其价格将降低一半。
4)微型计算机的发展方向：➢高速化➢超小型化➢多媒体化➢网络化➢隐形化3.1.2 微型计算机分类1)按组成结构分类根据微型计算机的CPU、内存、I/O接口和系统总线组成部件所在的位置可分为：①单片机：组成部分集成在一个超大规模芯片上，具有体积小、功耗低、控制能力强、扩展灵活、微型化和使用方便等有点，广泛用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。
②单板机：各组成部分装配在一块印刷电路板上，单板机结构简单、价格低廉、性能较好，常用于过程控制或作为仪器仪表的控制部件。
由于单板机易于使用、便于学习，所以普遍将其作为学习微型计算机院里的实验机型。
③多板机：各组成部分装配在多块印刷电路板上，如台式、便携式PC机。
2)按用途分类微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。
3)微型计算机的主要性能指标①CPU指标：主要包括CPU字长、时钟频率②运算速度：平均运算速度，即每秒钟所能执行的指令条数。
③内存容量：反映了内存储器的存储数据的能力。
存储容量越大，其处理数据的范围就越广，并且运算速度一般也越快。
3.2微型计算机硬件系统现流行的微型计算机，他们的基本结构都是由显示器、键盘、主机构成。
台式计算机的主机安装在主机箱内：系统主板（主机板/母板）、硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、软盘驱动器、电源、显示器适配器（图形加速卡/显示卡）等。
3.2.1 主板1)主板架构➢系统主板是微型计算机中最大的集成电路板，是微型计算机中各种设备的连接载体。
CAN总线技术介绍V
输入输出控制单元IOU
CAN总线控制系统控制原理
按照程序：转向灯 开关闭合，我应该 好,告诉前后模块让前 转向灯亮了，我得 后转向灯亮啦! 报告给使用者！ 喇叭开关关闭， 告诉前模块，让 喇叭工作 发送信号 发送信号 收到喇叭工作指 哦，仪表单元让我打 哦！前转向灯亮咯 开前转向灯! 示，给喇叭工作 ，灯正常，我得把 开灯… 电压 信息反馈给仪表单 元
报告单元 1号，灯1不工作了 1控制喇叭
报告，灯1不 工作了！ 我想用开关3和开 关4同时闭合时， 灯4才能亮 我想用开关1控制所有 的灯 我想用开关
灯4
我想……
蜂鸣器报警
CAN总线系统架构
示 意 图
可与电喷发动机及其他总 线单元实现实时通讯 (ABS、缓速器、GPS等）
可根据需要增添模块 模块可随意互换
Q：2.什么是CAN 总线？
2A：CAN总线是英文Controller Area Network的缩写,就是某种信息交换技术的网络布置 方法. CAN是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适 性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些 系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多， 线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据 的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此 后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议
CAN总线技术
CAN总线系统简介
CAN 总线简介
CAN总线的由来 :
1983年，德国博世公司首先提出了用于汽车的控制器局域网 (CAN-Controller Area Network)协议的构想。到今天CAN总线已经成 为国际上应用最广泛的现场总线并已被采用为国际标准(ISO11898) 。
计算机体系结构基本概念
计算机体系结构基本概念计算机体系结构是指计算机系统中的各个组成部分之间的关系和交互方式。
它是计算机硬件与软件之间的接口，决定了计算机系统的工作方式、性能表现以及可扩展性。
本文将介绍计算机体系结构的基本概念和相关内容。
一、计算机体系结构的概述计算机体系结构是指计算机系统的结构组织，包括硬件和软件。
主要由计算机硬件、指令系统、运算方式和数据流组成。
计算机体系结构的目标是提供高性能、可靠性、可扩展性和高效能的计算机系统。
计算机体系结构的设计通常以指令集架构和微架构为基础。
二、指令集架构指令集架构是计算机体系结构中的一个重要概念。
它定义了计算机系统处理信息的方式。
指令集架构包括计算机的指令集、寄存器、数据类型和地址模式等。
根据指令集的不同，可以将计算机体系结构分为复杂指令集计算机（CISC）和精简指令集计算机（RISC）。
三、微架构微架构是指计算机体系结构的实现方式。
它包括处理器的内部结构、数据通路、控制流和存储相关的电路设计。
微架构的设计影响着计算机系统的性能和功能。
常见的微架构包括超标量、乱序执行和流水线等。
四、存储结构与存储器层级存储结构是指计算机系统中用于存储数据的层次结构。
存储器层级分为寄存器、高速缓存、内存和辅助存储器等。
不同层级的存储器具有不同的特点，如容量、速度和价格等。
存储结构的设计旨在提高计算机系统的访问速度和运行效率。
五、总线结构总线结构是计算机体系结构中连接各个组件的通信系统。
它包括地址总线、数据总线和控制总线等。
总线结构的设计影响着计算机系统的数据传输速度和可扩展性。
六、并行处理与多核技术并行处理是指多个处理器或计算单元同时执行指令，提高计算机系统的运行速度和性能。
多核技术则是将多个处理核心集成到同一个芯片上，实现并行运算。
并行处理和多核技术在高性能计算、科学计算和图像处理等领域得到广泛应用。
七、虚拟化技术虚拟化技术是指通过软件将计算机资源抽象为多个逻辑实体，实现多个操作系统和应用程序的隔离和共享。
计算机控制系统_总线概述
如图（b）所示，地址码的低位字节连接到总线译码器，形成选板信号（A5~A7，A2~A4，两组3：8译码器可选择64块板）和选口信号（A0、A1构成2：4译码器，可选择4个口地址），与读写信号（引线31、32）相结合，最多可寻址256个输入口和256个输出口（设每块板4个输入口和4个输出口），选通I/O端口工作。通过IOEXP (引线35)可扩展I/O接口板工作。
②引线逻辑电平在RS-232C标准中，规定用-3～-15V表示逻辑1；用+3～+15V表示逻辑0。
③旁路电容RS-232C终端一侧的旁路电容C小于2500pF。
④开路电压RS-232C的开路电压不能超过25V。
⑤短路抑制性能RS-232C的驱动电路必须能承受电缆中任何导线短路，而不至于损坏所连接的任何设备。
1.
RS-232-C总线的接口连接器采用DB-25插头和插座，其中阳性插头（DB-25-P）与DTE相连，阴性插座（DB-25-S）与DCE相连。
RS-232-C 25个引脚只定义了22个。通常使用的RS-232-C接口信号只有9根引脚.最基本的三根线是发送数据线2、数据线3和信号地线7，一般近距离的CRT终端、计算机之间的通信使用这三条线就足够了。其余信号线通常在应用MODEM（调制解调器）或通信控制器进行远距离通信时才使用。
计算机硬件架构
计算机硬件架构计算机硬件架构是指计算机中各个硬件组件之间的布局、连接和工作原理的结构。
它决定了计算机的性能、可扩展性和可靠性。
一个好的硬件架构可以提高计算机的效率和稳定性，从而为用户提供更好的使用体验。
一、计算机硬件架构的基本要素计算机硬件架构的基本要素包括中央处理器（CPU）、内存（RAM）、存储器（硬盘和固态硬盘）、输入设备（键盘、鼠标等）、输出设备（显示器、打印机等）和总线（用于连接各个硬件组件的数据传输通道）等。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行各种计算任务。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责进行基本的数学运算和逻辑运算。
2. 内存（RAM）内存是计算机用来存储数据和程序的地方。
它具有读写速度快、易于修改的特点，但是断电后数据会丢失。
内存的大小会直接影响计算机的运行速度和多任务处理能力。
3. 存储器（硬盘和固态硬盘）存储器用于长期保存数据和程序。
硬盘是一种机械存储介质，具有容量大、价格低的特点，但是读写速度相对较慢；固态硬盘则采用闪存芯片进行数据存储，具有读写速度快、耐用性高的特点。
4. 输入设备和输出设备输入设备用于将外部信息输入计算机，常见的有键盘、鼠标、摄像头等；输出设备用于将计算机处理后的结果输出给用户，常见的有显示器、打印机、音响等。
5. 总线总线是计算机各个硬件组件之间的传输通道。
它分为系统总线、扩展总线和高速总线等。
系统总线用于连接中央处理器、内存和主板上的各个硬件设备；扩展总线用于连接扩展卡；高速总线用于连接高速设备，如固态硬盘等。
二、计算机硬件架构的发展趋势随着计算机技术的不断发展，计算机硬件架构也在不断演进。
以下是目前计算机硬件架构的主要发展趋势：1. 多核处理器为了提高计算机的性能和处理能力，现代计算机趋向于采用多核处理器。
多核处理器可以同时执行多个任务，提高计算机的并行处理能力。
2. 高速缓存缓存是提高计算机运行速度的重要因素。
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PCI Express总线系统架构<< 什么是SATA II | CMOS放电的种种硬件方法 >>发布日期：2008-5-21 21:26:16 浏览：[ 198] 评论：[ 0]字体：大中小在上一篇我们了解了PCI Express总线的产生和技术优势，但要真正理解PCI Express总线技术的优越性还得从其结构本身说起，所以本篇就要全面介绍PCI Express总线的结构。
一、总体系统架构在正式了解PCI Express串行链接物理和逻辑结构前，先来看一下PCI Express系统架构的方框图。
你可以看到PCI Express连接器已被移植到系统中的各个不同部分，为将来的高速设备提供连接点。
PCI Express的基本结构包括根组件（Root Complex）、交换器（Switch）和各种终端设备（Endpoint）。
根组件可以集成在北桥芯片中，用于处理器和内存子系统与I/O设备之间的连接，而交换器的功能通常是以软件形式提供的，它包括两个或更多的逻辑PCI 到PCI的连接桥（PCI-PCI Bridge），以保持与现有PCI兼容。
当然，像PCI Express-PCI的桥设备也可能存在。
在PCI Express架构中的新设备是交换器（Switch），它取代了现有架构中的I/O桥接器，用来为I/O总线提供输出端。
交换器支持在不同终端设备间进行对等通信。
下图1就是PCI Express 1.0的拓扑结构图。
为了便于与现行的PCI总线结构进行有效对比，现把两种总线的桌面系统架构并列于下图2中。
在图中现有的PCI架构中，用于显卡的接口为AGP，而新的PCI Express架构中以PCI Express取代了，现有CPI架构I/O桥接器中的PCI/PCI-X桥接器在PCI Express架构中全部以Switch交换器取代，增加了一些PCI Express总线接口用于与终端设备连接，当然为了保持与现有PCI兼容，在第一版PCI Express架构中仍保留CPI接口。
PCI Express总线技术将全面应用于桌面/移动和服务器系统中，但各自的体系结构不完全相同，如图3左图所示的是桌面机和移动笔记本电脑中使用PCI Express总线的系统架构，而图3右图所示的是服务器和工作站中使用PCI Express总线的系统架构。
除此之外，在网络中同样可以以使用PCI Express总线技术进行通信，结构图如图4所示。
从图3中的两个应用架构比较可以看出，PCI Express总线技术在服务器和工作站中的应用更为彻底，在服务器/工作站中除了内存子系统与芯片组之间的通信外，其它都是采用PCI Express总线来与芯片连接的，而在桌面机中在目前来说还主要是取代显卡中的AGP 总线和其它PCI板卡，如网卡，至于硬盘和外设接口都仍是采用相应的总线接口直接与芯片组连接。
从图中可以看出，PCI Express总线在网络中的应用也是浅３沟椎模四诖孀酉低惩猓负跛械耐馍杓澳谥冒蹇ǘ际侵苯踊蛘呒浣油ü齈CI Express总线与芯片组连接的。
综上所述，目前来说PCI Express总线主要还是先从服务器、工作站和网络设备得到彻底应用，在桌面机中主要以先取代AGP和部分PCI接口开始。
二、PCI Express的体系结构PCI Express体系结构采用分层设计，就像网络通信中的七层OSI结构一样，这样利于跨平台的应用。
PCI-Express体系结构如图5所示。
它共分为四层，从下到上分别为：物理层（Physical Layer）、数据链路层（Link Layer）、处理层（Transaction Layer）和软件层（Software Layer）。
图中的“S/W”和“Config/OS”均属于软件层。
PCI Express的体系结构兼容于PCI地址结构模式，使得所有已有应用和驱动程序均不需作任何修改即可应用到新总线系统中。
PCI-Express配置使用标准的PCI即插即用规格标准。
下面对以上各层分别进行具体介绍。
1. 物理层（Physical Layer）物理层是最低层，它负责接口或者设备之间的链接，是物理接口之间的连接，可对应于网络中OSI七层模式中的物理层来理解。
物理层决定了PCI Express总线接口的物理特性，如点对点串行连接、微差分信号驱动、热拨插、可配置带宽等。
初始的单一串行PCI Express链接包含两个低电压微分驱动信号对（4线的接收和发送对）的双向连接，即“发送”和“接受”信号。
数据时钟使用8/10b解码方式来达到相当高的数据速率（这一技术同时也在其它串行总线技术中，如InfiniBand和RapidIO），时钟信息直接被编码成数据流，比起分离信号时钟更好。
微分信号受两个不同方向的电压驱动，初始PCI Express的链接信号发送速率为单线每个方向2.5GB/s，预计到2004年可达到5GB/s的信号传输速率，使用先进的硅技术把数据传输速率提高到10GHz（达到铜线传输的理论上最大值）。
双向连接允许数据在两个方向上同时传输，类似于全双工连接，如电话系统，但是在双向传输中，各自都有自己的地线，而不像双工传输那样采用公共地线，在双向连接中可得到高速、更好质量的传输信号。
单线双向信号线及传输流程如图6所示。
在图中的两个红色箭头代表两个不同的方向（发送和接收）的数据包，从图中可以看出，单线数据传输每个方向只需2要芯线，即一根数据传输线，一根为地线。
PCI Express链接可以配置为x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32信道带宽，x1带宽的链接包含4条线，x16带宽信道每个方向就有16个不同的信号对，或者64根信号芯线用于双向数据传输；终极的x32带宽信道每个方向可以提供10GB/s的数据传输速率，但是在采用8位/10位编码方式的情况下，实际速率只可达8GB/s，留有20%富余。
PCI Express体系结构可以通过速度的提高和先进的编码技术来升级，但这些速度的提高⒈嗦氲母慕兔浇榈母谋渚挥跋煳锢聿悖远杂谡鯬CI Express架构来说升级是非常方便的。
如图7所示的是PCI Express总线数据流传输示意图。
图的左边显示的是单信道情况下数据流的传输方式，因为PCI Express属于点对点串行连接，所以在单信道情况下，数据流是一个字节一个字节地传输。
在图的右边显示的是多信道情况下PCI Express总线数据流的传输情况。
因为有多外信道，所以数据可以依次传输到各个信道，加快了整个数据传输的速度，提高了数据传输效率，这有点类似于网络中的磁盘阵列。
不过在此要注意的一点是，连接的双方信道配置要一致，不可不对称配置，也就是说说两个方向的信道数要相等。
这主要是PCI Express接口在外设中的应用情况下需要着重考虑的，在计算机内部，通常两上PCI Express设备之间不会有什么通信请求，如显卡与网卡之间。
有些工业分析家建议在第一代用于替代AGP总线的PCI Express图形总线应该采用非对称设计，来取代原有的16信道同步连接计划，因为他们认为从图形卡向系统内存传输的数据会更少些。
在物理层的另一处重要方面就是中断。
PCI Express支持两个类型的中断，现行的PCI INTx （x= A, B, C, or D) 中断被保留下来了，仍可在PCI Express总线中应用。
还有一个新的中断类型，那就是MSI （Message Signaled Interrupt，信息信号中断），MSI中断可以进一步优化PCI .2/2.3设备。
INTx 中断方式可以用信号方式中断主机芯片请求，它可以与现行的PCI总线的驱动程序和操作系统兼容。
PCI Express设备必须支持INTx和MS两种中断模式，原有设备将压缩INTx中断信息在PCI Express处理信息中。
MSI中断是通过内存写处理操作边沿触发和发送的。
重新编写驱动程序对于MSI边沿触发中断是非常有利的，MSI方案在使用数据包协议通过串行链接中是一种行之有效的本地中断方式。
MSIPCI Express处理层使用基于信任的流控制机制来确保接收设备有足够的缓存资源用于接受从发送端设备所传输的数据大小和类型。
讲到数据处理，再来讲一下PCI Express总线接口中新的结构，那就是虚拟通道（Virtual lan）。
类似于InfiniBand，PCI Express 总线技术在每一个物理信道中也支持多点虚拟通道，理论上来讲每一个单物理信道中可以允许有8条虚拟通道信道进行独立通信控制。
每个通信的数据包都定义不同的QoS，如图11所示。
当数据包通过PCI Express组织传输时，在每个交换器或者链接终端，数据包的基本传输信息和传策略可以得到应用。
传输信息在数据包包头，它包括3位代码，可以描述8个不同的传输信道。
4. 软件层（Software Layer）软件层被称为最重要的部分，因为它是保持与PCI总线兼容的关键。
其目的在于使系统在使用PCI Express启动时，像在PCI下的初始化和运行那样，无论是在系统中发现的硬件设备，还是在系统中的资源，如内存、I/O空间和中断等，它可以创建非常优化的系统环境，而不需要进行任何改动。
在PCI-Express体系结构中保持这些配置空间和I/O设备连接的规范稳定是非常关键的。
事实上，在PCI-Express平台中所有操作系统在引导时都不需要进行任何编辑，也就是说在软件方面完全可以实现从PCI总线平稳过渡。
在软件响应时间模式方面，PCI-Express体系结构支持PCI的本地存储、共享内存模式，这样所有PCI软件在PCI-Express体系中运行都不需任何改变。
当然新的软件可能包括新的特性。