應工程師需求，今天來(lái)盤(pán)點(diǎn)一下常見(jiàn)總線(xiàn)類(lèi)型

　　談總線(xiàn)之前，首先應該明白總線(xiàn)是什么?度娘的完整定義是：總線(xiàn)是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線(xiàn)，它是由導線(xiàn)組成的傳輸線(xiàn)束，按照計算機所傳輸的信息種類(lèi)。

　　其實(shí)，小編覺(jué)得，總線(xiàn)就是是一種內部結構，它是cpu、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道。工程師為了簡(jiǎn)化硬件電路設計、簡(jiǎn)化系統結構，常用一組線(xiàn)路，配置以適當的接口電路，與各部件和外圍設備連接，這組共用的連接線(xiàn)路被稱(chēng)為總線(xiàn)。另外就是采用總線(xiàn)結構便于部件和設備的擴充，尤其制定了統一的總線(xiàn)標準則容易使不同設備間實(shí)現互連。

　　總線(xiàn)分類(lèi)：

　　1、總線(xiàn)按功能和規范可分為五大類(lèi)型：數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)、擴展總線(xiàn)及局部總線(xiàn)。

　　數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)也統稱(chēng)為系統總線(xiàn)，即通常意義上所說(shuō)的總線(xiàn)。常見(jiàn)的數據總線(xiàn)為ISA、EISA、VESA、PCI等。

　　地址總線(xiàn)：是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送地址的，由于地址只能從CPU傳向外部存儲器或I/O端口，所以地址總線(xiàn)總是單向三態(tài)的，這與數據總線(xiàn)不同，地址總線(xiàn)的位數決定了CPU可直接尋址的內存空間大小。

　　控制總線(xiàn)：用來(lái)傳送控制信號和時(shí)序信號?？刂菩盘栔?，有的是微處理器送往存儲器和I/O接口電路的;也有是其它部件反饋給CPU的，比如：中斷申請信號、復位信號、總線(xiàn)請求信號、設備就緒信號等。

　　2、按照傳輸數據的方式劃分，可以分為串行總線(xiàn)和并行總線(xiàn)。串行總線(xiàn)中，二進(jìn)制數據逐位通過(guò)一根數據線(xiàn)發(fā)送到目的器件;并行總線(xiàn)的數據線(xiàn)通常超過(guò)2根。常見(jiàn)的串行總線(xiàn)有SPI、I2C、USB及RS232等。

　　3、按照時(shí)鐘信號是否獨立，可以分為同步總線(xiàn)和異步總線(xiàn)。同步總線(xiàn)的時(shí)鐘信號獨立于數據，而異步總線(xiàn)的時(shí)鐘信號是從數據中提取出來(lái)的。SPI、I2C是同步串行總線(xiàn)，RS232采用異步串行總線(xiàn)。

　　4、微機中總線(xiàn)一般有內部總線(xiàn)、系統總線(xiàn)和外部總線(xiàn)。內部總線(xiàn)是微機內部各外圍芯片與處理器之間的總線(xiàn)，用于芯片一級的互連;而系統總線(xiàn)是微機中各插件板與系統板之間的總線(xiàn)，用于插件板一級的互連;外部總線(xiàn)則是微機和外部設備之間的總線(xiàn)，微機作為一種設備，通過(guò)該總線(xiàn)和其他設備進(jìn)行信息與數據交換，它用于設備一級的互連。

　　那么多分類(lèi)，小編也只能選擇一種介紹了，就選擇內部總線(xiàn)、系統總線(xiàn)和外部總線(xiàn)咯。

　　內部總線(xiàn)

　　I2C總線(xiàn)：I2C(Inter-IC)總線(xiàn)10多年前由Philips公司推出，是近年來(lái)在微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種新型總線(xiàn)標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線(xiàn)少，控制方式簡(jiǎn)化，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。在主從通信中，可以有多個(gè)I2C總線(xiàn)器件同時(shí)接到I2C總線(xiàn)上，通過(guò)地址來(lái)識別通信對象。

　　SCI總線(xiàn)：串行通信接口SCI也是由Motorola公司推出的。它是一種通用異步通信接口UART，與MCS-51的異步通信功能基本相同。

　　IIS：I2S(Inter-IC Sound Bus)是飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而制定的一種總線(xiàn)標準。I2S有3個(gè)主要信號：1.串行時(shí)鐘SCLK，也叫位時(shí)鐘，即對應數字音頻的每一位數據，SCLK有1個(gè)脈沖。2.幀時(shí)鐘LRCK，用于切換左右聲道的數據。LRCK為“1”表示正在傳輸的是左聲道的數據，為“0”則表示正在傳輸的是右聲道的數據。3.串行數據SDATA，就是用二進(jìn)制補碼表示的音頻數據。有時(shí)為了使系統間能夠更好地同步，還需要另外傳輸一個(gè)信號MCLK，稱(chēng)為主時(shí)鐘，也叫系統時(shí)鐘(Sys Clock)。

　　SPI：SPI(Serial Peripheral Interface：串行外設接口);SPI是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應用在EEPROM，FLASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI接口是以主從方式工作的，這種模式通常有一個(gè)主器件和一個(gè)或多個(gè)從器件，其接口包括以下四種信號：(1)MOSI – 主器件數據輸出，從器件數據輸入 (2)MISO – 主器件數據輸入，從器件數據輸出 (3)SCLK – 時(shí)鐘信號，由主器件產(chǎn)生(4)/SS – 從器件使能信號，由主器件控制。

　　UART：UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用異步收發(fā)器)。將由計算機內部傳送過(guò)來(lái)的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來(lái)的串行數據轉換為字節，供計算機內部使用并行數據的器件使用。在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位，并對從外部接收的數據流進(jìn)行奇偶校驗。在輸出數據流中加入啟停標記，并從接收數據流中刪除啟停標記。處理由鍵盤(pán)或鼠標發(fā)出的中斷信號(鍵盤(pán)和鼠票也是串行設備)?？梢蕴幚碛嬎銠C與外部串行設備的同步管理問(wèn)題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數據的緩沖區。常用TXD，RXD，/RTS，/CTS。

　　JTAG：JTAG (Joint Test Action Group 聯(lián)合測試行動(dòng)小組)是一種國際標準測試協(xié)議(IEEE1149.1兼容)，主要用于芯片內部測試。標準的JTAG接口是4線(xiàn)：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數據輸入和數據輸出線(xiàn)。測試復位信號(TRST，一般以低電平有效)一般作為可選的第五個(gè)端口信號。一個(gè)含有JTAGDebug接口模塊的CPU，只要時(shí)鐘正常，就可以通過(guò)JTAG接口訪(fǎng)問(wèn)CPU的內部寄存器和掛在CPU總線(xiàn)上的設備，如FLASH，RAM，內置模塊的寄存器，象UART，Timers，GPIO等等的寄存器。

　　CAN：CAN全稱(chēng)為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。最初，CAN被設計作為汽車(chē)環(huán)境中的微控制器通訊，在車(chē)載各電子控制裝置ECU之 間交換信息，形成汽車(chē)電子控制網(wǎng)絡(luò )。比如：發(fā)動(dòng)機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中，均嵌入CAN控制裝置。一個(gè)由CAN總線(xiàn)構成的單一網(wǎng)絡(luò )中，理論上可以?huà)旖訜o(wú)數個(gè)節點(diǎn)。實(shí)際應用中，節點(diǎn)數目受網(wǎng)絡(luò )硬件的電氣特性所限制。例如，當使用Philips P82C250作為CAN收發(fā)器時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò )中允許掛接110個(gè)節點(diǎn)。CAN 可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外，硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。

　　SDIO：SDIO是SD型的擴展接口，除了可以接SD卡外，還可以接支持SDIO接口的設備，插口的用途不止是插存儲卡。支持 SDIO接口的PDA，筆記本電腦等都可以連接象GPS接收器，Wi-Fi或藍牙適配器，調制解調器，局域網(wǎng)適配器，條型碼讀取器，FM無(wú)線(xiàn)電，電視接收 器，射頻身份認證讀取器，或者數碼相機等等采用SD標準接口的設備。

　　GPIO：GPIO (General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)或總線(xiàn)擴展器利用工業(yè)標準I2C、SMBus?或SPI?接口簡(jiǎn)化了I/O口的擴展。當微控制器或芯片組沒(méi)有足夠的I/O端口，或當系統 需要采用遠端串行通信或控制時(shí)，GPIO產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監視功能。

　　系統總線(xiàn)

　　ISA總線(xiàn)：ISA(industrialstandardarchitecture)總線(xiàn)標準是IBM公司1984年為推出PC/AT機而建立的系統總線(xiàn)標準，所以也叫AT總線(xiàn)。它是對XT總線(xiàn)的擴展，以適應8/16位數據總線(xiàn)要求。它在80286至80486時(shí)代應用非常廣泛，以至于現在奔騰機中還保留有ISA總線(xiàn)插槽。ISA總線(xiàn)有98只引腳。

　　EISA總線(xiàn)：EISA總線(xiàn)是1988年由Compaq等9家公司聯(lián)合推出的總線(xiàn)標準。它是在ISA總線(xiàn)的基礎上使用雙層插座，在原來(lái)ISA總線(xiàn)的98條信號線(xiàn)上又增加了98條信號線(xiàn)，也就是在兩條ISA信號線(xiàn)之間添加一條EISA信號線(xiàn)。在實(shí)用中，EISA總線(xiàn)完全兼容ISA總線(xiàn)信號。

　　VESA總線(xiàn)：VESA(videoelectronicsstandardassociation)總線(xiàn)是1992年由60家附件卡制造商聯(lián)合推出的一種局部總線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)為VL(VESAlocalbus)總線(xiàn)。它的推出為微機系統總線(xiàn)體系結構的革新奠定了基礎。該總線(xiàn)系統考慮到CPU與主存和Cache的直接相連，通常把這部分總線(xiàn)稱(chēng)為CPU總線(xiàn)或主總線(xiàn)，其他設備通過(guò)VL總線(xiàn)與CPU總線(xiàn)相連，所以VL總線(xiàn)被稱(chēng)為局部總線(xiàn)。它定義了32位數據線(xiàn)，且可通過(guò)擴展槽擴展到64位，使用33MHz時(shí)鐘頻率，最大傳輸率達132MB/s，可與CPU同步工作。是一種高速、高效的局部總線(xiàn)，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔騰微處理器。

　　PCI總線(xiàn)：PCI(peripheralcomponentinterconnect)總線(xiàn)是當前最流行的總線(xiàn)之一，它是由Intel公司推出的一種局部總線(xiàn)。它定義了32位數據總線(xiàn)，且可擴展為64位。PCI總線(xiàn)主板插槽的體積比原ISA總線(xiàn)插槽還小，其功能比VESA、ISA有極大的改善，支持突發(fā)讀寫(xiě)操作，最大傳輸速率可達132MB/s，可同時(shí)支持多組外圍設備。PCI局部總線(xiàn)不能兼容現有的ISA、EISA、MCA(microchannelarchitecture)總線(xiàn)，但它不受制于處理器，是基于奔騰等新一代微處理器而發(fā)展的總線(xiàn)。

　　外部總線(xiàn)

　　RS-232-C總線(xiàn)：RS-232-C是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )EIA制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫(xiě)，232為標識號，C表示修改次數。RS-232-C總線(xiàn)標準設有25條信號線(xiàn)，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線(xiàn)就可實(shí)現，如一條發(fā)送線(xiàn)、一條接收線(xiàn)及一條地線(xiàn)。RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定，驅動(dòng)器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m;若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以?xún)鹊耐ㄐ拧?/p>

　　RS-485總線(xiàn)：在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485串行總線(xiàn)標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號線(xiàn)。應用RS-485可以聯(lián)網(wǎng)構成分布式系統，其允許最多并聯(lián)32臺驅動(dòng)器和32臺接收器。

　　IEEE-488總線(xiàn)：IEEE-488總線(xiàn)用來(lái)連接系統，如微計算機、數字電壓表、數碼顯示器等設備及其他儀器儀表均可用IEEE-488總線(xiàn)裝配起來(lái)。它按照位并行、字節串行雙向異步方式傳輸信號，連接方式為總線(xiàn)方式，儀器設備直接并聯(lián)于總線(xiàn)上而不需中介單元，但總線(xiàn)上最多可連接15臺設備。最大傳輸距離為20米，信號傳輸速度一般為500KB/s，最大傳輸速度為1MB/s。

　　USB總線(xiàn)：通用串行總線(xiàn)USB是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、NorthernTelecom等7家世界著(zhù)名的計算機和通信公司共同推出的一種新型接口標準。它基于通用連接技術(shù)，實(shí)現外設的簡(jiǎn)單快速連接，達到方便用戶(hù)、降低成本、擴展PC連接外設范圍的目的。它可以為外設提供電源，而不像普通的使用串、并口的設備需要單獨的供電系統。

　　另外，汽車(chē)電子最近這么火，小編想談一下汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )中的LIN與CAN總線(xiàn)：

　　早在1983年，博世公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)控制器局域網(wǎng)(CAN)總線(xiàn)，并且在1986年正式發(fā)布相關(guān)協(xié)議。目前有多種不同汽車(chē)總線(xiàn)標準，但是CAN仍然是最流行的標準。在CAN網(wǎng)絡(luò )中，所有節點(diǎn)(源于不同的ECU)都擔當主節點(diǎn)(即，不存在主從拓撲結構)，而且并不分配具體地址。而是由消息攜帶標識符。

　　在給定時(shí)間，多個(gè)節點(diǎn)可以同時(shí)向CAN總線(xiàn)發(fā)送數據。然后由消息標識符幫助確定消息的優(yōu)先級。最高優(yōu)先級的消息會(huì )使CAN總線(xiàn)進(jìn)入顯性狀態(tài)，而所有其他節點(diǎn)會(huì )停止發(fā)送。這些節點(diǎn)實(shí)際上是收發(fā)器，除發(fā)送消息之外，其可以根據特定功能從總線(xiàn)查找特定消息。因此，CAN總線(xiàn)所連接的不同節點(diǎn)之間會(huì )出現信息流。

　　由于CAN會(huì )進(jìn)行填充錯誤、誤碼、校驗和錯誤、誤幀以及應答錯誤等多項錯誤檢查， 因此具有高可靠性。CAN支持高達1Mbps的數據傳輸速率，從而成為連接汽車(chē)關(guān)鍵功能ECU(如：變速箱、溫度傳感器等)的默認選擇。

　　但汽車(chē)為什么選擇LIN?

　　汽車(chē)電子的作用并非僅僅局限于這些關(guān)鍵單元。車(chē)身電子市場(chǎng)多年來(lái)一直在增長(cháng)。典型車(chē)身控制應用包括座椅、車(chē)窗、智能雨刷以及汽車(chē)空調傳感器等。對車(chē)身電子的關(guān)鍵要求是確保汽車(chē)更舒適、更安全。盡管這些系統可能不要求像關(guān)鍵ECU那樣的高安全性，但是它們仍然需要一定的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )通信標準。

　　LIN與CAN對比：

　　實(shí)現CAN比實(shí)現LIN的成本高。導致CAN成本更高的因素包括：

　　- CAN網(wǎng)絡(luò )中的每個(gè)節點(diǎn)都需要時(shí)鐘發(fā)生器或晶體;

　　- CAN的芯片級實(shí)現起來(lái)更復雜;

　　- 采用雙線(xiàn)傳輸。

　　最重要的是，整個(gè)昂貴的架構對于不需要高可靠性和高數據速率的應用來(lái)說(shuō)過(guò)于奢侈。

　　以上就是各類(lèi)總線(xiàn)大全了，希望對工程師們有些幫助