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第一章 VME总线1

1.1引言1

1.2机械结构1

目录1

1.3功能结构2

1.3.1数据传输总线4

1.3.2优先中断总线4

1.3.3仲裁总线5

1.3.4应用总线5

1.4电气规范6

1.4.1CME总线信号驱动6

1.3.5系统控制器板6

1.3.6信号协议6

1.4.2底板终端7

1.4.3电源分布7

1.4.4P1和P2连续器的管脚赋值7

1.5VME总线规范格式7

1.5.1VME总线关键字7

1.5.2时间调配要求10

1.5.4流程图11

1.5.3时序图11

1.5.5用于信号相互联系的特殊表示方法12

1.6VME总线的性能13

1.6.1寻址能力14

1.6.2基本数据传输能力15

1.6.3周期的类型16

1.6.4非协约的传输能力17

1.6.5地址流水线能力19

1.6.6请求器的类型19

1.6.7仲裁器的类型19

1.6.8释放数据传输总线20

1.6.9中断方式22

1.6.10建立虚拟通信通道25

1.7VME总线功能的应用25

1.7.1提高CPU性能26

1.7.2对紧急事件的及时响应28

1.7.3软件的移殖性28

1.7.4系统的启动与诊断29

1.8小结30

2.2章节的组织31

第二章 多总线MULIBUS 131

2.1引言31

2.3定义32

2.4MULTIBUS 1(EEE796)系统总线规范32

2.4.1MULTIBUS 1的一般特点32

2.4.2总线信号和操作35

2.4.2.1控制线35

2.4.2.2地址线和禁止线36

2.4.2.4中断线37

2.4.2.5总线交换线37

2.4.2.3数据线37

2.4.2.6数据传输操作38

2.4.2.7总线超时（Time-outs）39

2.4.2.8禁止操作39

2.4.2.98位和16位模块间的数据传输40

2.4.2.10总线性能41

2.4.2.11中断操作42

2.4.2.12标志字节42

2.4.1.13总线交换操作44

2.4.3.4接收器，驱动器和终端46

2.4.3.3最大信号转输46

2.4.3电气规范46

2.4.3.2上升和下降时间46

2.4.3.1逻辑与电气状态关系46

2.4.3.5供电规范49

2.4.3.6温度和湿度49

2.4.4机械规范49

2.4.4.1底板的考虑49

2.4.4.2板与板的关系50

2.4.4.5MULTIBUS 1边沿连接器的安排51

2.4.4.4总线连接器51

2.4.4.3MULTIBUS 1板子的构成要素51

2.4.5通容性53

2.4.5.1数据通道54

2.4.5.2存贮地址通道54

2.4.5.3 1/0地址通道54

2.5.5.4中断54

2.4.6可用产品的范围54

2.5.1iLBX规范的历史与设计目的55

2.5.2概述55

2.5iLBX局部总线扩展55

2.6TLBX扩展1/0总线（IEE959）规范）56

2.6.1目的56

2.6.2iSBX总线构成56

2.6.2.1 母板56

2.6.2.2扩展模块58

2.6.3iSBX总线信号58

2.6.3.1地址线与片选级58

2.6.3.3控制线59

2.6.3.2数据线59

2.6.3.4中断线（MLNTRO,MINTRl）60

2.6.3.5 任选线61

2.6.4总线操作61

2.6.4.1 I/O读操作61

2.6.4.2 I/O 写操作62

2.6.4.3直接存贮器访问（DMA）操作63

2.6.4.4中断操作64

2.6.5环境规范64

2.6.6.2连接器的管脚安排65

2.6.6.1连接器规范65

2.6.6机械规范65

2.6.6.3扩展模块规范66

2.6.6.4母板规范67

2.6.6.5板高规范69

第四章 UNIBUS.Q-BUS和VAXBI BUS96

4.1 UNIBUS.Q-BUS与VAXBPOP-11 BUS简介96

4.2总线特征99

4.2.1物理特征99

4.2.3电气特性105

4.3多路复用总线的比较106

4.4严格的主一从关系107

4.5已完成操作107

4.6异步或同步操作107

4.7时滞与相位补偿技术109

4.8亚稳定性110

4.9不完全分配式仲裁112

4.10完全分配式仲裁113

4.11重叠或嵌入式仲裁和数据传达114

4.16中断120

4.15连锁120

4.14来自从设备的奇偶校验错误信息120

4.17操作类型121

4.18时溢（暂停）122

4.19UNIBUS信号细节123

4.19.1UNIBUS初始化和停止运行信号123

4.12地址范围与寻址空间数据容量125

4.19.2仲裁信号125

4.19.3数据传达信号126

4.20.1Q-BUS初始化、关机和其它信号127

4.20Q-BUS信号细节127

4.19.4其它信号127

4.20.2仲裁信号129

4.20.3中断申请信号129

4.20.4数据传达信号129

4.21VAXBI BUS信号细节130

第五章IBM微通道体系133

5.1简介133

5.2微通道的特征133

5.2.1串行第三者DMA(third-party DMA)133

5.2.632比特地址总线134

5.2.5匹配存贮器方法134

5.2.832比特数据总线恢复134

5.2.3音频总和节点134

5.2.2分级灵敏性中断（IRQ）134

5.2.4高性能传输134

5.2.9可编程任选135

5.2.10仲裁总线135

5.2.11总线主设备135

5.2.12体系的增强136

5.3微通道结构136

5.3.1系统实现136

5.3.2.3控制信号组137

5.3.2信号和电源组137

5.3.2.132比特地址信号组137

5.3.2.4仲裁信号组138

5.3.2.5咅频信号组138

5.3.2.6匹配存储器信号组139

5.3.2.7保留信号脚139

5.3.2.8电源与地脚139

5.3.3微通道体系总线139

5.3.3.1总线主设备139

5.4微通道体系传送周期的过程141

5.3.3.2总线从设备141

5.4.1普通传送周期143

5.4.2同步扩展周期143

5.4.2异步扩展周期146

5.4.4匹配存储器传送周期147

5.4.5第三者DMA周期147

5.4.6刷新周期149

5.4.7Sctup周期149

5.5总线所有权150

5.5.1中央仲裁控制站151

5.5.2仲裁周期152

5.6带可编程任选（DOS）的配置152

第六章 FASTBUS（高速总线）155

6.1背景155

6.3信号156

6.3.1术语156

6.3.2定时信号156

6.3.3控制信号156

6.3.4信息信号157

6.4FASTBUS总线处理158

6.3.8其它信号线158

6.4.1仲裁158

6.3.5异步信号158

6.3.7固定信号158

6.3.6串行数据信号158

6.4.2初始地址周期159

6.4.3地址空间161

6.4.4地址类型161

6.4.5逻辑地址161

6.4.6地理地址162

6.4.7广播地址163

6.4.8数据周期164

6.4.9NTA165

6.4.10结束和总线释放167

6.4.11暂停和等待的应用167

6.5CSR空间167

6.6区段连线170

6.7中断172

6.7.1中断操作172

6.8.1设计从设备接口173

6.8FASBUS从设备173

6.7.2服务请求线173

6.8.2一般用途接口174

6.8.3ADL-PCL接口174

6.8.4FSI175

6.8.5缆状区段驱动设备176

6.9软件176

第七章Futurebus Bus总线178

7.1引言178

7.2物理接口178

7.3.1TTL的局限性180

7.3电气特征180

7.3.2BTI方法集电极开路效应181

7.3.4专门术语183

7.4协议准则183

7.4.1异步接口183

7.4.2可靠性185

7.5仲裁185

7.5.1公平与优先的比较185

7.5.2并行竞争机构186

7.5.3仲裁总线信号187

7.5.4.1控制取行周期188

7.5.4控制取行序列188

7.5.4.3错误恢复周期189

7.5.5附加的功能189

7.5.5.1停留189

7.5.4.2公平释放周期189

7.5.5.2优先占用190

7.5.5.3紧急信息190

7.5.5.4总线复位和工作状态插入190

7.5.7协议的局限性191

7.5.8小结191

7.5.6性能增强191

7.6数据传输192

7.6.1并行的总线信息信号192

7.6.2并行协议握手193

7.6.3操作阶段（地址握手）194

7.6.4数据传输196

7.6.5断开196

7.6.6操作类型197

7.6.7传输模式199

7.6.9协议扩展201

7.6.8例外情况201

7.6.10协议的局限性202

7.6.11小结202

7.7缓冲协议202

7.7.1缓冲器如何工作203

7.7.2缓冲属性204

7.7.3系统争议206

7.8控制和状态寄存器空间206

7.8.1基本ID207

7.8.3目标中断208

7.8.2CSR功能208

7.8.4复位和初始化209

7.9总结209

第八章 STD总线（1EEE961）211

8.1STD总线特点211

8.1.1模块化优点211

8.1.2可靠性，稳定性和质量211

8.1.3STD总线功能和操作特性211

8.2STD总线应用213

8.4STD总线的历史和发展215

8.3.3工业标准215

8.3标准和工业支持215

8.3.1购买STD总线指南215

8.3.2STD生产集团215

8.5.36800,6500和68000协处理器216

8.6存储器支持216

8.5.4微控制器216

8.7STD总线I/O支持216

8.5.28080,8086,80186和80386处理器216

8.5.18085,280,64180和Z280处理器216

8.5STD总线处理器支持216

8 7.1数字I/O模板220

8.7.2模拟I/O模板220

8.7.3 工业控制接口220

8.7.4运动控制接口221

8.7.5外围接口222

8.7.6仪表接口223

8.7.7SBX接口223

8.8.1主从系统224

8.8.2多主系统224

8.7.8智能I/O和智能控制器224

8.8STD总线的多处理224

8.9STD总线的分布处理227

8.9.1STD总线网络228

8.9.1.1Bitus228

8.10.2基于ROM的操作软件229

8.10.4操作系统229

8.10.3多任务软件229

8.10.1设备驱动程序229

8.10系统和操作系统软件229

8.9.1.2ARCNET229

8.10.4.1CP/M操作系统230

8.10.4.2PC-DOS和MS-DOS操作系统230

8.10.5软件方法231

8.11STD总线逻辑规范231

8.11.1总线引脚规定231

8.11.2信号说明231

8.11.2.1电源线（引脚p1-6和53-56）231

8.11.2.2数据总线（引脚7-14）231

8.11.2.3控制总线（引脚51-52）231

8.11.3存储器和I/O控制232

8.11.5中断和总线控制线233

8.11.4外围设备定时控制线233

8.11.6时钟的复位线234

8.11.7优先级链路234

8.12电气特性234

8.12.2TTL逻辑信号特点235

8.12.3底板终端235

8.12.4电路板电气特性236

8.13机构特性237

第九章 MULIBUSⅡ总线结构239

9.1.1顾客需要定义新的总线结构239

9.2功能分块—避免过时的方法240

9.2.1一项主要成就241

9.3.2扩展I/O总线243

9.3.3局部扩展总线243

9.3.4系统总线243

9.3.1物理标准243

9.3实现SUB总线243

9.4内部连接空间246

9.4.2内部连接空间—生产商的看法248

9.5数据传输248

9.4.1内部连接空间的诊断原理248

9.6信息空间细节252

9.6.1未经请求的数据包252

9.6.2请求数据包252

9.6.3总线仲裁保证降低了总线等待时间253

9.6.4系统总线有确定的中断等待时间253

9.7系统总线特点254

9.7.1中心控制254

9.7.2地址／数据255

9.7.3系统控制255

9.7.4仲裁256

9.7.5电源256

9.8典型总线周期256

9.9小结257

10.1电子联线系统的设计259

10.1.1联接的概含259

第十章 印刷电路板的设计259

10.1.2电子闻接和封装的水平260

10.1.2.1刚性印刷电路板（PCB）260

10.1.2.2柔性印刷电路261

10.1.2.4混全微电路263

10.1.2.5多层模板263

10.1.2.3电缆和导线263

10.1.2.6可弯电薄片264

10.2.1金属膜的附着法265

10.2 电路板的概念265

10.2.1.1将金属厝附着在聚酯绝缘板上265

10.1.2.7注模电路265

10.2.1.2金属膜和绝缘热固塑料迭层板266

10.2.1.3通过胶合胶片制造金属腊和绝缘板的迭层板267

10.2.2用化学工艺将导体层淀积在绝缘板上267

10.2.5绝缘板与导线的联结构成电路板268

10.2.4.2在金属膜上沉积气态聚合物268

10.2.5.1针脚线技术268

10.2.5.2多线技术268

10.2.4.1在导体膜上压制绝缘体268

10.2.4在导体膜上淀积绝缘板材268

10.2.3在绝缘板上以气体状态沉积导体268

10.2.6用湿化学工艺在绝缘板上沉积导体图案269

10.2.7在绝缘层上应用导体胶或涂料型导体技术—聚合物薄片技术270

10.2.8在绝缘材料上直接涂写的导体材料的应用270

10.3电路板的分类271

10.3.1单面板271

10.2.9用激光辅助从液溶液体或气态中淀积导体电路271

10.3.2双面板272

10.3.3通孔渡膜工艺273

10.3.3.1打孔273

10.3.4盲孔法274

10.3.3.3无电淀积274

10.3.5多层电路板274

10.3.3.2除污274

10.3.5.1层与层间的重合275

10.3.5.2多层板的迭合276

9.1简介279

10.4绝缘材料的选择281

10.4.1概述281

10.3.6联接线密度—小结281

10.4.1.1普通材料283

10.4.1.2普通电路制作283

10.4.2普通绝缘材料的分类284

10.4.2.1陶次材料284

10.4.2.2玻璃284

10.4.2.3聚合物284

10.4.3基于聚合物绝缘材料的热性能284

10.4.3.1弹性284

10.4.3.2体积扩张284

10.4.4.3隔离阻抗290

10.4.4.4绝缘电压290

10.4.4绝缘材料的电特性290

10.4.3.2面电阻率290

10.4.3.1体电阻率290

10.4.4.5电晕（放电）291

10.4.4.6电弧电阻（或电弧）291

10.4.4.7绝缘常数（相关系数）291

10.4.4.8介质损耗292

10.4.5绝缘材料的机械性能292

10.4.5.1概述292

10.4.5.2机械加工292

10.4.5.7PTH和表面联接件的可靠性293

10.4.5.5撕裂强度293

10.4.5.6热胀系数（CTE）293

10.4.5.3硬度和韧度293

10.4.5.4维数稳定度293

10.4.6绝缘材料的热特性294

10.4.7环境对绝缘材料的影响296

10.4.7.2化学影响296

10.4.7.1水的影响296

10.4.7.3火的影响296

10.4.6.3对流296

10.4.6.2热幅射296

10.4.6.1导热296

10.5高级联结技术297

10.5.1多层系列工艺—多层模块297

10.5.1.1电路底板297

10.5.1.2电路的制造297

10.5.1.3无电层淀积298

10.5.1.4结晶层的制作298

10.5.1.5更迭工艺298

10.5.3混合微电路299

10.5.2.3三层板带299

10.5.2.2双面板带299

10.5.2自动联接带299

10.5.2.1单面板带299

10.5.3.1多层板烧制技术300

10.5.3.2厚膜技术制多层板302

10.5.4可弯曲电路302

10.5.5注模联接303

参考文献306

11.1引言314

11.2基本的反射关系314

第十一章 传输线反射314

11.3非理想电源316

11.3.1有限电阻电源317

11.3.2非线性源318

11.3.3源电感电容318

11.3.4有限过渡时间319

11.4梯形图和Bergcron图321

11.4.1梯形图321

11.4.2Bcrgeron 图323

11.5终端324

11.5.1串联终端324

11.5.2并联终端326

11.5.3二极管钳位终端330

11.6容性负载331

11.6.1传输线终端负载电容331

11.6.2公布负载电容335

11.7传输线不连续引起的反射336

11.7.1接线板—接线板连接336

11.7.2板层数的改变337

11.7.3传输线的弯曲337

11.7.4接头337

11.8模拟339

参考文献340

第十二章 脉冲串扰341

12.1介绍341

12.2分布参数模型341

12.3弱藕合近似343

12.4解决方法345

12.5图解法346

12.6弱藕合解的一些解释348

12.7损耗情况和其他终止方式349

文献书目352

参考书352

12.8总结352

第十三章 接插件的设计353

13.1简介和发展趋势353

13.2接插现象353

13.2.1连接电阻353

13.2.2接触退化和恢复354

13.2.3.2弹片接触器355

13.2.3.3里衬355

13.2.3.1基体金属355

13.2.3接触材料355

13.2.3.4压触式接插件外表层356

13.2.3.5底衬焊接356

13.2.3.6焊接材料356

13.2.3.7接触器润滑剂357

13.3接插件设计要求357

13.3.1机械设计要求357

13.3.2电气要求357

13.3.2.1接触电阻357

13.3.2.2电气强度357

13.3.3.2腐蚀358

13.3.3.1温度和湿度358

13,3,2,3信号总体358

13.3.3环境要求358

13.3.3.3尘埃暴露359

13.3.4密度要求359

13.4测试方法和技术说明360

13.4.1接触电阻360

13.4.2载流能力360

13.4.5机构冲击和振动361

13.4.7热冲击361

13.4.6耐性（接触－断开循环）361

13.4.4隔离电阻361

13.4.3绝缘可承受电压值361

13.4.8腐蚀362

13.4.8.1盐喷362

13.4.8.2气密362

13.4.8.3硫化环境下暴露362

13.4.8.4流动混合气体（FMG）法362

13.4.9.4具有湿度的温度循环363

13.4.9.3温度循环363

13.4.9.2温升变化363

13.4.9.1温度变化363

13.4.9温度和湿度的变化363

13.4.8.5磨损腐蚀363

13.4.10尘埃测试364

13.4.11信号特征364

13.4.12其它测试364

13.4.12.1电压度孔隙度364

13.5.1直接焊接365

13.5芯片封装到电路板的连接365

13.4.12.4绝缘常数和损耗365

13.4.12.3导线过程拉力测试365

13.4.12.2接触力测试365

13.5.2表面安装焊接366

13.5.3接线匣367

13.5.3.1标准接插匣367

13.5.3.2压入安装接插匣369

13.5.3.3低插入力和零插入力接插匣369

13.5.3.4表面焊接安装接插匣371

13.5.4Z轴连接技术372

13.6.1跳线与硬件接口联接374

13.6板与板之间的连接374

13.6.1.1绝缘层移位接头（IDC）375

13.6.1.2压接375

13.6.1.3焊接375

13.6.2板与板接插件类型375

13.6.2.1边卡式连接375

13.6.2.2针匣式（柱盒式）连接376

13.6.2.3压触式焊接盘连接378

13.6.2.4同轴电缆连接379

13.7.1.2柱盒（双片）接插件382

13.7.1.3其它接插件382

13.7板－抵板连接382

13.7.1.1边卡式（单片）接插件382

13.7.1垂直板安装382

13.7.2平行板安装（层叠总线）383

参考书384

第十四章 收发器技术与设计391

14.1简介391

14.2技术发展391

14.2.1集电极开路驱动器392

14.2.2三态驱动器395

14.3高速总线的物理性能396

14.3.1总线上容性负载的效果398

14.3.2总线终端399

14.3.3稳定时间400

14.3.4三态反向集电极开路驱动器402

14.4底板收发器逻辑403

14.5.1互补金属氧化物半导体器件（MOS）409

14.5.2发射极耦合逻辑（ECL）409

14.5其它技术409

14.6功率412

14.6.1功率因率412

14.6.1.1终端负载功率（PT）412

14.6.1.2驱动器输出功率（PO）412

14.6.1.3终端供应功率（PVT）412

14.6.1.4收发器有源功率（PA）412

14.6.1.5收发器等待功率（PS*）412

14.6.1.6整个底板系统功率414

14.6.2功率比较414

14.6.3低功耗的应用414

14.7数据完整415

14.7.1串扰416

14.7.1.1串扰测量418

14.7.2对上升和下降时间的控制418

14.7.3推动速度限制418

14.7.4封装及布局考虑419

14.8前景展望420

14.8.1有源底板概念420

14.8.2器件的时滞—第二道障碍422

14.8.3片内时滞补偿423

14.9总结424

参考书425

第十五章 总线标准426

15.1标准问题介绍426

15.2组织之间的关系427

15.2.1国际组织427

15.2.2美国标准—ANSI427

15.2.4美国标准—电气电子式程协会（IEEE）428

15.2.4.1标准委员会428

15.2.3美国标准—委托标准委员会428

15.2.4.2标准委员会429

15.2.4.3标准审阅委员会431

15.2.4.4IEEE标准协调委员会431

15.2.4.5X Y Z协会431

15.2.5计算机协会431

15.2.5.1技术委员会431

15.2.5.5标准协调委员会433

15.3文件分类433

15.2.6工作组433

15.2.5.4标准活动委员会433

15.2.5.3技术活动委员会433

15.2.5.2计算机协会标准委员会433

15.3.1试用标准434

15.4总线标准制定周期434

15.4.1项目鉴定434

15.4.2主办投票437

15.5规章文件438

15.6MSC总线标准438

15.6.1 1988年7月正式进行的总线标准439

16.1总线的发展—未来的总线是什么样？440

第十六章总线挑选准则和发展趋势440

16.2选择总线442

第十七章 总线缓冲445

17.1简介445

17.2高速缓存基础445

17.2.1高速缓存的联系445

17.2.2替换策略446

17.2.3写处理446

17.3总线高速缓存的设计447

17.4多处理器高速缓存448

17.4.1一种高速缓存一致性协议449

17.4.2总线请求450

17.5总结450

参考文献450

第十八章 底板总线性能的限制452

18.1介绍452

18.2高速存贮访问总线452

18.2.1时滞452

18.3.1中央同步协议454

18.3.1.1空间时滞454

18.3同步机构454

18.3.2强迫协议455

18.4数据传输技术分析456

18.4.1中央同步时序分析456

18.4.2强迫源同步时序分析458

18.4.3非强迫源同步时序分析461

18.4.4传输速度的定量比较462

18.4.5最坏情况下的设计462

18.4.6每个芯片的同步463

18.5能维持的系统流量464

18.4.8理论传输速度极限464

18.4.7锁定收发器464

18.5.1主权仲裁466

18.5.1.1分布并行竞争467

18.5.1.2中央径向竞争467

18.5.1.3集中与分布源468

18.5.1.4分存径向竞争468

18.5.2流量和等待时间468

18.5.3线路交换与包交换传输活动469

18.5.4板块响应时间限制470

18.6总结471