總線(xiàn)技術(shù)學(xué)習初探

2總線(xiàn)傳輸基本原理

依據前面對總線(xiàn)的定義可知總線(xiàn)的基本作用就是用來(lái)傳輸信號，為了各子系統的信息能有效及時(shí)的被傳送，為了不至于彼此間的信號相互干擾和避免物理空間上過(guò)于擁擠，其最好的辦法就是采用多路復用技術(shù)[3]，也就是說(shuō)總線(xiàn)傳輸的基本原理就是多路復用技術(shù)。所謂多路復用就是指多個(gè)用戶(hù)共享公用信道的一種機制，目前最常見(jiàn)的主要有時(shí)分多路復用、頻分多路復用和碼分多路復用等。

2.1時(shí)分多路復用（TDMA）

　　時(shí)分復用是將信道按時(shí)間加以分割成多個(gè)時(shí)間段，不同來(lái)源的信號會(huì )要求在不同的時(shí)間段內得到響應，彼此信號的傳輸時(shí)間在時(shí)間坐標軸上是不會(huì )重疊。

2.2頻分多路復用（FDMA）

　　頻分復用就是把信道的可用頻帶劃分成若干互不交疊的頻段，每路信號經(jīng)過(guò)頻率調制后的頻譜占用其中的一個(gè)頻段，以此來(lái)實(shí)現多路不同頻率的信號在同一信道中傳輸。而當接收端接收到信號后將采用適當的帶通濾波器和頻率解調器等來(lái)恢復原來(lái)的信號。

2.3碼分多路復用（CDMA）

　　碼分多路復用是所被傳輸的信號都會(huì )有各自特定的標識碼或地址碼，接收端將會(huì )根據不同的標識碼或地址碼來(lái)區分公共信道上的傳輸信息，只有標識碼或地址碼完全一致的情況下傳輸信息才會(huì )被接收。

3總線(xiàn)的通信協(xié)議

　　對于總線(xiàn)的學(xué)習，了解其通訊協(xié)議是整個(gè)過(guò)程中最關(guān)鍵的一步，所有介紹總線(xiàn)技術(shù)的資料都會(huì )花很大的篇幅來(lái)描述其協(xié)議，特別是ISO/OSI的那七層定義。其實(shí)要了解一種總線(xiàn)的協(xié)議，最主要的就是去了解總線(xiàn)的幀數據每一位所代表的特性和意義，總線(xiàn)各節點(diǎn)間有效數據的收發(fā)都是通過(guò)各節點(diǎn)對幀數據位或段的判斷和確信來(lái)得以實(shí)現。

圖1

　　如圖1所示是常見(jiàn)的I2C總線(xiàn)上傳輸的一字節數據的數據幀，其總線(xiàn)形式是由數據線(xiàn)SDA和時(shí)鐘SCL構成的雙線(xiàn)制串行總線(xiàn)，并接在總線(xiàn)上的電路模塊即可作為發(fā)送器（主機）又可作為接收器（從機）。幀數據中除了控制碼（包括從機標識碼和訪(fǎng)問(wèn)地址碼）與數據碼外還包括起始信號、結束信號和應答信號[4]。

　　起始信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數據。

　　控制碼：用來(lái)選澤操作目標與對象，即接通需要控制的電路，確定控制的種類(lèi)對象。在讀期間，也即SCL時(shí)鐘線(xiàn)處于時(shí)鐘脈沖高電平時(shí)，SDA上的數據位不會(huì )跳變。

　　數據碼：是主機向從機發(fā)送的具體的有用的數據（如對比度、亮度等）和信息。在讀期間，SDA上的數據位不會(huì )跳變。

　　應答信號：接收方收到8bit數據后，向發(fā)送方發(fā)出特定的低電平。讀/寫(xiě)的方向與其它數據位正好相反，也即是由從機寫(xiě)出該低電平，主機來(lái)讀取該低電平。

　　結束信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變表示數據幀傳輸結束。

當然不同的總線(xiàn)其數據位或段的定義肯定不同，但依據同樣的原理可以更快的去了解它的協(xié)議的特性和特點(diǎn)。雖然其信息幀的大小不一，但具體的某一數據位或數據段都類(lèi)似于本文所提及的I2C總線(xiàn)，會(huì )依據它的協(xié)議的要求來(lái)定義它所達標的意義和功能。