多DSP局部总线与VME总线的接口设计

　　1 引 言

　　1987年，VME总线被批准为国际标准IEEE1014-1987。VME总线系统采用主控/目标结构、异步非复用传输模式，支持16位、24位、32位寻址及8位、16位、24位、32位数据传输，最大总线速度是40 MB/s。1996年的新标准VME64(ANSI/VI-TA1-1994)将总线数据宽度提升到64位，最大数据传输速度为80 MB/s。

　　而由FORCE COMPUTERS制定的VME64x总线规范将总线速度提高到了320 MB/s。历史上，VME总线由于其众多的功能、强大的兼容性、并行性和高可靠性一直是实时嵌入式系统的首选机型，主要应用于图像处理、军事通信、雷达信号处理等众多领域。本文基于雷达实时信号处理的需要，用FPGA实现了多DSP信号处理模板局部总线和基于标准VME总线的计算机进行通信的接口设计。

　　2 VME总线的功能特点

　　VME总线系统的功能结构可以分为4类：数据传输总线(DTB)、DTB仲裁总线、优先中断总线和实用总线。每一类都包括一条总线以及与之相关的功能模块，他们共同完成某一确定的功能。

　　2.1 数据传输总线

　　DTB信号线可以分为3类：寻址线、数据线、控制线。为了适应处理器寻址的灵活性，并对地址空问进行保护，VME总线提供6条地址修改线，选择不同的地址修改码即可实现16，24，32位的寻址变化，并对地址空间赋予特定的保护权限。控制线和地址线的不同组合可以灵活地控制数据的传送宽度和方式，如8，16，24，32位。

　　依靠这些控制信号的互锁逻辑，VME总线进行异部传输，而不需要时钟的同步，从而可以可靠地实现不同设备之间的数据传输。当主从模块交换数据时，地址线由主模块驱动进行寻址，根据利用的地址线数目的不同，地址可以是短地址、标准地址和扩展地址，所用地址线的数目由地址修改线AM0～AM5规定。数据线D00～D31用来传输l～4个字节的数据。主模块用数据选通线DS0～DS1，字长线LWORD和地址线A01配合制定不同的数据传输周期类型。其数据长度选择的真值表和地址总线真值表如表1和表2所示。这里暂不涉及64位据和地址总线。

　　2.2 DTB仲裁总线

　　在VME总线系统中，当同时有多个模块要求使用DTB时，仲裁子系统就检测这些请求，并在某一时刻仅允许一块模板使用DTB。

　　仲裁总线由6条总线信号线和4组菊花链信号线组成：总线请求线BR0～BR3;总线忙线BBSY;总线清除线BCLR;总线允许输入线BG0IN～BG3IN;总线允许输出线BG0OUT～BG3OUT。菊花链信号线由每块板的总线允许输入线(BgxIN)和总线允许输出线(BgxOUT)组成。从n号插槽出来的菊花链信号线，如BGxOUT与下一板(n+1)号插槽的(BgxIN)相连。槽1的BgxIN一般由槽1的总线仲裁模块来驱动。