Princip in uporaba vodila VME
Vodilo VME (VersaModule Eurocard) je-računalniško vodilo za splošne namene, ki združuje električni standard Motorolinega vodila Versa z mehansko obliko standarda Eurocard, uveljavljenega v Evropi, in je odprta arhitektura. Določa sistem za medsebojno povezovanje obdelave podatkov, shranjevanje podatkov in povezovanje perifernih krmilnih naprav v tesno povezani arhitekturi strojne opreme. Z leti se je sistem VME razvil v dobro-uveljavljen sistem, okoli katerega so bili razviti izdelki za industrijsko krmiljenje, vojaške sisteme, vesoljske, transportne in medicinske aplikacije.
Lastnosti VME
Mehanizem prenosa podatkov VME je asinhron, z več cikli vodila, širino naslova 16, 24, 32, 40 ali 64 bitov in širino podatkovne vrstice 8, 16, 24, 32 in 64 bitov, sistem pa jih lahko dinamično izbere. Njegov način prenosa podatkov je asinhron, zato je podvržen le protokolu za izmenjavo signalov in ni odvisen od sistemske ure; njegova hitrost prenosa podatkov je od 0 do 500 Mb/s; poleg tega obstaja zmožnost neporavnanega prenosa podatkov, odpravljanje napak in samo-diagnostika ter uporabni-določena V/I vrata; opremljen je z 21 vtični-režami in več hrbtnimi ploščami, ki se lahko uporabljajo v vojaških aplikacijah. Modul prevodnega hlajenja.
Arhitektura VME
Ker gre za kombinacijo dveh standardov, lahko na sistem VME gledamo tudi kot na dva dela. En del je mehanska arhitektura, ki določa velikost hrbtnih plošč, sprednjih plošč in vgrajenih plošč sistema VMEbus, drugi del pa je funkcionalna arhitektura, ki določa potek sistema.
1. Mehanska arhitektura VME
Glavni del mehanske strukture VME je hrbtna plošča, ki je tiskano vezje. Na voljo je v treh velikostih: 3U (160 mm × 100 mm), 6U (160 mm × 233 mm) in 9U (367 mm × 400 mm). V skladu s standardom VME64x obstajajo tri vrste konektorjev v sistemu VME, in sicer P0/J0, P1/J1 in P2/J2, pri čemer "P" in "J" pomenita konektorja PLUG oziroma JACK. Konektorja P1/J1 in P2/J2 imata 96 zatičev, razporejenih v treh vrstah po 32 zatičev, medtem ko ima priključek P0/J0 95 zatičev. 3U hrbtne plošče imajo samo priključke P1/J1 ali P2/J2, medtem ko imajo hrbtne plošče 6U priključka J1 in J2.
2. Funkcionalna struktura VME
Kot je prikazano na sliki 1, lahko funkcionalno arhitekturo VME opišemo tako, da jo sestavljajo signalne linije, logika vmesnika hrbtne plošče in funkcionalni moduli. Učinkovitost logike vmesnika hrbtne plošče urejajo številne značilnosti na hrbtni plošči, kot so impedanca signalnega voda, čas širjenja, zaključne vrednosti itd. On in signalne linije so povezava med različnimi deli sistema. Po drugi strani pa so funkcionalni moduli zbirke vezij, ki opravljajo posebne naloge. Med njimi se glavni modul imenuje master, ki določa vrstni red prenosa podatkov; moduli, ki delujejo glede na prenos podatkov glavne enote, se imenujejo podrejeni, modul, ki je odgovoren za spremljanje naslova cilja prenosa podatkov, pa se imenuje naprava za nadzor lokacije. Poleg tega obstajajo moduli, ki izdajajo in obdelujejo zahteve za prekinitve, ter arbitražni moduli, ki določajo in obdelujejo zahteve drugih modulov. Seveda so na voljo tudi moduli, ki oddajajo signale ure in moduli, ki spremljajo delovanje napajalnika sistema.
Funkcionalna arhitektura VME
Vsak od teh modulov ima lastno delitev dela, vendar za skupno delovanje potrebujejo podporo vodil. Vodila sistema VME so razdeljena v štiri glavne kategorije: vodilo za prenos podatkov, vodilo za arbitražo prenosa podatkov, vodilo za prednostno prekinitev in vodilo-splošnega namena.
Vodilo za prenos podatkov je visoko{0}}hitro asinhrono vodilo za vzporedni prenos podatkov, ki lahko prenaša podatke in naslovne signale. Nadrejene naprave, podrejene naprave, prekinitveni moduli in moduli za obravnavo prekinitev si izmenjujejo podatke po dva. Pri obdelavi podatkov prek vodila za prenos podatkov sodelujeta še dva druga modula, časovnik vodila in verižni-gonilnik JACK.
Arbitražno vodilo za prenos podatkov je nastavljeno tako, da zagotavlja, da le en modul zasede vodilo za prenos podatkov v danem trenutku. Zahtevni in arbitražni moduli, ki delajo na tem, bodo naložili usklajevanje ukazov, ki jih izdajo moduli. Arbitražni modul je v prvi reži hrbtne plošče in določa, katera glavna naprava bo imela prednost pri uporabi virov vodila. Posebne metode določanja vključujejo prednostni algoritem, krožni-algoritem in druge algoritme zaporedja. Prednostno prekinitveno vodilo je vodilo, ki obravnava prekinitvene zahteve za vsak modul. Različne zahteve za prekinitev so v VME razvrščene v sedem nivojev in glede na nivo nivoja delujejo tako, da prekinejo signalne linije.
Zadnji avtobus je avtobus za splošne namene. Tako-imenovano vodilo-splošnega namena je vodilo, ki je odgovorno za nekatere osnovne naloge sistema, vključno z nadzorom ure, inicializacijo, odkrivanjem napak in drugimi nalogami. Sestavljen je iz dveh časovnih linij, linije za ponastavitev sistema, linije za okvaro sistema, linije za okvaro AC in serijske podatkovne linije.
Moduli so porazdeljeni v vzporedno strukturo, vsi podatki in ukazi pa se prenašajo prek osnovnega vodila razreda 4 sistema, način signalov pa je signalizacija ravni TTL.
Družina avtobusov VME
● VME64
Z razvojem perifernih tehnologij je bila nadgradnja VME sistema neizogibna. Leta 1995 je bila lansirana VME64, nova generacija arhitekture vodil VME. V primerjavi s tradicionalnim sistemom VME VME64 poveča pasovno širino prenosa, razširi naslovni prostor in olajša priklapljanje in odklapljanje plošče. Razširil je širino podatkovne linije in obseg naslovov na 64 bitov za plošče 6U, zagotovil 32-bitne in 40-bitne naslovne module za plošče 3U, povečal pasovno širino prenosa na 80Mb/s, povečal cikel zaklepanja vodila, dodal funkcijo zaznavanja prve reže in dodal podporo za vročo priključitev.
● Razširitev VME64
Razširitev VME64 je nov standard, sprejet leta 1997 in je znan tudi kot VME64x. Doda družino 160-pinskih konektorjev (razporejenih v 5 vrstic), konektor P0/J0 med P1/J1 in P2/J2 ter nov napajalni pin 3,3 V. Dve novi zanki robnega vodila sistema povečata podatkovno hitrost na 160 Mb/s. Poleg tega sta bili dodani EMC sprednja plošča in ESD funkcije.
● VME320
Morda je največja izboljšava v VME320 uporaba zvezdastega povezovanja za pospešitev prenosa podatkov. Uporablja protokol, imenovan 2eSST, ki je izvorni sinhroni prenosni protokol, ki poveča teoretično hitrost prenosa podatkov na 320 Mb/s. Vendar VME320 ni široko podprt.
Obstaja veliko drugih protokolov, izpeljanih iz VME, ki tukaj niso opisani.
Trendi v VME
Trenutna prednost tehnologije VME je v dolgoletnem tehničnem kopičenju, njeni popolni specifikaciji in močni tehnični podpori za izpolnjevanje posebnih zahtev večine strank. Poleg tega je njegova modularnost tudi zelo velika prednost, saj je za mnoge vgrajene sisteme dodajanje dodatnih I/O običajna stvar in VME lahko zelo dobro zadosti tej lastnosti. VME ponuja 21 razširitvenih rež, na novo dodani moduli pa ne vplivajo na splošno zmogljivost sistema.
Vendar je VME tehnologija, ki se je rodila pred 25 leti, in mnogi uporabniki niso zadovoljni z napredkom VME v smislu pasovne širine. Ker je v tem obdobju ogromnih podatkov pasovna širina izjemen pokazatelj. Vendar prodajalci niso izgubili zaupanja v VME in delajo vse, kar lahko, da bi podaljšali življenjsko dobo VME. standard VXS, ki ga je predstavil SBS, in standard VPX, ki ga je razvila VITA (VME International Trade Association), sta nov poskus. vXS ustvarja pogoje za sklicevanja na komutirane tkanine, medtem ko VPX dvigne hitrost signala komutirane tkanine na 6,25 Gb/s. Istočasno se veliko hrbtnih plošč vodil VME začenja uporabljati na enak način. Mnoge hrbtne plošče VMEbus so začele uporabljati reže PMC (PCI Mezzanine Card), da bi omogočile neposredno uporabo plošč PCI. Proizvajalci so uporabili tudi konstrukcijske elemente kartic PCI, da bi bile plošče VME na tekočem z industrijo.
Dosežki VME so dobro priznani, vendar bodo morali proizvajalci še naprej trdo delati, da bi ga v naslednjem desetletju pomladili. Tihi upad te zelo prožne tehnologije verjetno ni nekaj, kar bi večina ljudi želela videti.