機械電氣設備開放式數控系統第3部分:總線接口與通信協議內容簡介

GB/T18759《機械電氣設備開放式數控系統》分為如下幾部分:

--第1部分:總則;

--第2部分:體系結構;

--第3部分:總線接口與通信協議;

--第4部分:硬件平臺(暫定名稱);

--第5部分:軟件平臺(暫定名稱);

--第6部分:通用技術條件(暫定名稱);

--第7部分:試驗與驗收(暫定名稱)。

本部分為GB/Tl8759的第3部分，規(guī)定了機械電氣設備用開放式數控系統中總線接口與通信協議。

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。

本部分由中國機械工業(yè)聯合會提出。

本部分由全國工業(yè)機械電氣系統標準化技術委員會(SAC/TC231)歸口。

本部分負責起草單位:中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司、國家機床質量監(jiān)督檢驗中心。

本部分參加起草單位:北京凱恩帝數控技術有限責任公司、北京和利時電機技術有限公司、沈陽高精數控技術有限公司、山東大學機械學院、浙江大學、廣州數控設備有限公司、武漢華中數控股份有限公司、大連光洋數控技術有限公司、大連理工大學、華南理工大學、北京航空航天大學機械學院。

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。

作 者:本社 主編

出版時間:2009-11-1

版 次:1

字 數:65000 印刷時間:2009-11-1

紙 張:膠版紙 印 次:1

前言

1 范圍

2 規(guī)范性引用文件

3 術語和定義

4 基本要求

5 物理層

6 數據鏈路層

7 應用層

8 用戶層行規(guī)

附錄A(規(guī)范性附錄) 總線安全導則

附錄B(規(guī)范性附錄) 數據類型定義

附錄C(資料性附錄)文獻目錄

開放式數控系統 的基本結構有硬件平臺、軟件平臺、一個用戶可擴展的硬軟件空間和應用開發(fā)環(huán)境。

由數控系統生產廠提供，或是選擇通用的標準模塊，但其配置可由用戶在較大范圍內選擇，如控制軸數、控制方式、各種外部設備等。

由數控系統生產廠提供，或CNC軟件開發(fā)商提供，它是系統的核心軟件，即CNC、PLC的基本軟件，同時提供好的用戶開發(fā)應用軟件的環(huán)境。

應用軟件:用戶在數控系統生產廠提供的硬軟件平臺基礎上，開發(fā)專用軟件、硬件，實現用戶要求的控制功能。

總線接口是成像板卡與計算機鏈接的接口，總線接口包括:ISA/EISA、AGP、VME、VL、PCI/PCI-X、PCMCIA、PMC、PCI EXPRESS等。在機器視覺領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總線是獨立于CPU的系統總線，采用了獨特的中間緩沖器設計，可將告訴的外圍設備直接掛在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，實現了高速圖像數據傳輸和主控系統的對接。

為了實現PCI總線數據傳輸速度的進一步提高，PCISIG組織在PCI標準協議的基礎上指定了PCI-X、PCI EXPRESS等快速數據傳輸標準。同時為了適應嵌入式系統應用，PCISIG也推出了PC104、PC104 Plus、PXI、Compact PCI等標準。

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

PCI是PC總線的一種擴展架構，它與PCI總線不同的是，PCI總線必須頻繁地在目標設備和總線之間交換數據，而PCI-X則允許目標設備僅在單個PCI-X設備進行交換。PCI-X有三種不同的工作頻率，66MHz、100MHz和133MHz，在66MHz時數據率為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，它的最大特點是傳輸速率快，PCI-E有X1、X4、X8、X16，PCI-X1的傳輸速率可達到500MB/s，X16可達到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據。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總線擴展能力差，這三種總線已經被市場淘汰。現在常見的是PCI和AGP接口。PCI接口是一種總線接口，以1/2或1/3的系統總線頻率工作(通常為33MHz)，如果要在處理圖像數據的同時處理其它數據，那么流經PCI總線的全部數據就必須分別地進行處理，這樣勢必存在數據滯留現象，在數據量大時，PCI總線就顯得很緊張。AGP接口是為了解決這個問題而設計的，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)，具有獨占總線的特點，只有圖像數據才能通過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據傳輸率。

目前的顯示卡接口的發(fā)展趨勢是AGP接口。要留意的是，AGP技術分AGP1×和AGP2×，后者的最大理論數據傳輸率是前者的2倍，今年將會出現支持AGP4×的顯示卡(例如Savage4)，它的最大理論數據傳輸率將達到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開，俗稱"金手指"，后者的引線上下一般齊。