機(jī)械電氣設(shè)備開放式數(shù)控系統(tǒng)第3部分:總線接口與通信協(xié)議基本信息

作 者:本社 主編

出版時(shí)間:2009-11-1

版 次:1

字 數(shù):65000 印刷時(shí)間:2009-11-1

紙 張:膠版紙 印 次:1

GB/T18759《機(jī)械電氣設(shè)備開放式數(shù)控系統(tǒng)》分為如下幾部分:

--第1部分:總則;

--第2部分:體系結(jié)構(gòu);

--第3部分:總線接口與通信協(xié)議;

--第4部分:硬件平臺(tái)(暫定名稱);

--第5部分:軟件平臺(tái)(暫定名稱);

--第6部分:通用技術(shù)條件(暫定名稱);

--第7部分:試驗(yàn)與驗(yàn)收(暫定名稱)。

本部分為GB/Tl8759的第3部分，規(guī)定了機(jī)械電氣設(shè)備用開放式數(shù)控系統(tǒng)中總線接口與通信協(xié)議。

本部分的附錄A、附錄B為規(guī)范性附錄，附錄C為資料性附錄。

本部分由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本部分由全國工業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC231)歸口。

本部分負(fù)責(zé)起草單位:中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所有限公司、國家機(jī)床質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。

本部分參加起草單位:北京凱恩帝數(shù)控技術(shù)有限責(zé)任公司、北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司、沈陽高精數(shù)控技術(shù)有限公司、山東大學(xué)機(jī)械學(xué)院、浙江大學(xué)、廣州數(shù)控設(shè)備有限公司、武漢華中數(shù)控股份有限公司、大連光洋數(shù)控技術(shù)有限公司、大連理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)機(jī)械學(xué)院。

本部分主要起草人:于東、黃祖廣、楊洪麗、王健、張承瑞、馮冬芹、王宇晗、何平、尹震宇、任清榮、陳虎、王永青、胡毅、劉明烈、裴海龍、劉艷強(qiáng)。

前言

1 范圍

2 規(guī)范性引用文件

3 術(shù)語和定義

4 基本要求

5 物理層

6 數(shù)據(jù)鏈路層

7 應(yīng)用層

8 用戶層行規(guī)

附錄A(規(guī)范性附錄) 總線安全導(dǎo)則

附錄B(規(guī)范性附錄) 數(shù)據(jù)類型定義

附錄C(資料性附錄)文獻(xiàn)目錄

開放式數(shù)控系統(tǒng) 的基本結(jié)構(gòu)有硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)、一個(gè)用戶可擴(kuò)展的硬軟件空間和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。

由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或是選擇通用的標(biāo)準(zhǔn)模塊，但其配置可由用戶在較大范圍內(nèi)選擇，如控制軸數(shù)、控制方式、各種外部設(shè)備等。

由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或CNC軟件開發(fā)商提供，它是系統(tǒng)的核心軟件，即CNC、PLC的基本軟件，同時(shí)提供好的用戶開發(fā)應(yīng)用軟件的環(huán)境。

應(yīng)用軟件:用戶在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供的硬軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上，開發(fā)專用軟件、硬件，實(shí)現(xiàn)用戶要求的控制功能。

總線接口是成像板卡與計(jì)算機(jī)鏈接的接口，總線接口包括:ISA/EISA、AGP、VME、VL、PCI/PCI-X、PCMCIA、PMC、PCI EXPRESS等。在機(jī)器視覺領(lǐng)域中廣泛使用的總線接口主要是基于PCI的各種總線:PCI、PCI-X、PCI EXPRESS。PCI總線是獨(dú)立于CPU的系統(tǒng)總線，采用了獨(dú)特的中間緩沖器設(shè)計(jì)，可將告訴的外圍設(shè)備直接掛在CPU總線上，打破了瓶頸，使得CPU的性能得到充分的發(fā)揮。圖像采集卡利用PCI總線的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高速圖像數(shù)據(jù)傳輸和主控系統(tǒng)的對(duì)接。

為了實(shí)現(xiàn)PCI總線數(shù)據(jù)傳輸速度的進(jìn)一步提高，PCISIG組織在PCI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的基礎(chǔ)上指定了PCI-X、PCI EXPRESS等快速數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)為了適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，PCISIG也推出了PC104、PC104 Plus、PXI、Compact PCI等標(biāo)準(zhǔn)。

PCI(Peripheral Componet Interconnected)總線是Pentium PC機(jī)的組成部分，理論帶寬可達(dá)到132MB/S,通常可達(dá)到95MB/s.

PCI是PC總線的一種擴(kuò)展架構(gòu)，它與PCI總線不同的是，PCI總線必須頻繁地在目標(biāo)設(shè)備和總線之間交換數(shù)據(jù)，而PCI-X則允許目標(biāo)設(shè)備僅在單個(gè)PCI-X設(shè)備進(jìn)行交換。PCI-X有三種不同的工作頻率，66MHz、100MHz和133MHz，在66MHz時(shí)數(shù)據(jù)率為1GB/s.

PCI EXPRESS 也稱PCI-E,是下一代PCI總線，原名為"3GIO"是由英特爾提出的，它的最大特點(diǎn)是傳輸速率快，PCI-E有X1、X4、X8、X16，PCI-X1的傳輸速率可達(dá)到500MB/s，X16可達(dá)到8GB/s。

PC104/PC104 plus/PXI/Compact PCI

以上均為專門為嵌入式控制而定義的總線

總線接口:顯示卡要插在主板上才能與主板互相交換數(shù)據(jù)。與主板連接的接口主要ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等幾種。ISA和EISA總線帶寬窄、速度慢，VESA總線擴(kuò)展能力差，這三種總線已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰?，F(xiàn)在常見的是PCI和AGP接口。PCI接口是一種總線接口，以1/2或1/3的系統(tǒng)總線頻率工作(通常為33MHz)，如果要在處理圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)處理其它數(shù)據(jù)，那么流經(jīng)PCI總線的全部數(shù)據(jù)就必須分別地進(jìn)行處理，這樣勢(shì)必存在數(shù)據(jù)滯留現(xiàn)象，在數(shù)據(jù)量大時(shí)，PCI總線就顯得很緊張。AGP接口是為了解決這個(gè)問題而設(shè)計(jì)的，它是一種專用的顯示接口(就是說，可以在主板的PCI插槽中插上聲卡、顯示卡、視頻捕捉卡等板卡，卻不能在主板的AGP插槽中插上除了AGP顯示卡以外的任何板卡)，具有獨(dú)占總線的特點(diǎn)，只有圖像數(shù)據(jù)才能通過AGP端口。另外AGP使用了更高的總線頻率(66MHz)，這樣極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸率。

目前的顯示卡接口的發(fā)展趨勢(shì)是AGP接口。要留意的是，AGP技術(shù)分AGP1×和AGP2×，后者的最大理論數(shù)據(jù)傳輸率是前者的2倍，今年將會(huì)出現(xiàn)支持AGP4×的顯示卡(例如Savage4)，它的最大理論數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到1056MB/s。區(qū)分AGP接口和PCI接口很容易，前者的引線上下寬度錯(cuò)開，俗稱"金手指"，后者的引線上下一般齊。