PC104总线

PC104总线
PC104总线

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PC/104总线是嵌入式PC机所用的总线标准.有两个总线插头.其中P1 有64个引脚, P2 有40个引脚共有104个引脚,这也是PC/104 名称的由来.PC104有两个版本,8位和16位,分别与PC和PC/AT相对应。PC104PLUS 则与PCI 总线相对应.

PC/104模块本质上就是尺寸缩小为3.8英寸3.9英寸的ISA总线板卡。它的总线与ISA 在IEEE-P996中定义基本相同。具有16位数据宽度,最高工作频率为8MHz数据传输速率达到8MB/s,地址线24 条,可寻访16M字节地址单元。

所有PC/104总线信号定义和功能与它们在ISA总线相应部分是完全相同的。104根线分为5类:地址线,数据线,控制线,时钟线,电源线。简要介绍如下:

(1)地址线

SA0~SA19 和LA17~LA23

SA0~SA19是可锁存的地址信号, LA17~LA23是非锁存信号由于没有锁存延迟因而给外设插板提供了一条快捷途径。SA0~SA19加上LA17~LA23可实现16MB 空间寻址(其中SA17~SA19 和LA17~LA19 是重复的)

(2)数据线

数据线SD0~SD7 和SD8~SD15 其中SD0~SD7 位为低8位数据,SD8~SD15 为高8 位数据

(3)控制线

AEN:地址允许信号,输出线,高电平有效。AEN=1,表明处于DMA 控制周期;AEN=0,表示非DMA 周期。此信号用来在DMA 期间禁止I/O端口的地址译码。

BALE:允许地址锁存,输出线。这信号由总线控制器8288 提供,作为CPU 地址的有效标志。当BALE为高电平时将SA0~SA19 接到系统总线。其下降沿用来锁存SA0~SA19

IOR:I/O 读命令,输出线,低电平有效。用来把选中的I/O设备的数据读到数据总线上,在CPU启动的周期通过地址线选择I/O。在DMA 周期,I/O 设备由DACK选择

IOW:I/O 写命令,输出线,低电平有效,用来把数据总线上的数据写入被选中的I/O 端口

SMEMR和SMEMW:存储器读/写命令,低电平有效,用于对SA0~SA19 这20位地址寻址的1MB 内存的读/写操作

MEMR和MEMW:低电平有效,存储器读/写命令,用于对24 位地址线全部存储空间读/写操作

MEMCS16 和I/OCS16:它们是存储器16位片选信号和I/O16位片选信号,分别指明当前数据传送是16 位存储器周期和16 位I/O 周期SBHE:总线高字节允许信号,该信号有效时表示数据总线上传,送的是高位字节数据

IRQ3~IRQ7 ,IRQ9 ,IRQ10~IRQ15 用于作为来自外部设备的中断请求输入线分别连在主片8259A 和从片8259A中断控制器的输入端。其中IRQ13 留给数据协处理器使用,不在总线上出现。这些中断请求线都是边沿(上跳边)触发,三态门驱动器驱动。优先级排队是:IRQ0 最高,依次为IRQ1,IRQ8~IRQ15,然后是IRQ3~IRQ7

DRQ0~DRQ3 和DRQ5~DRQ7 来自外部设备的DMA请求输入线高电平有效,分别连在主片8237A 和从片8237A。DMA控制器输入端DRQ0优先级最高,DRQ7 最低,DRQ4 用于级联,在总线上不出现DACK0 ~ DACK3和DACK5 ~ DACK7:DMA 回答信号,低电平有效。有效时表示DMA 请求,被接受DMA控制器占用总线,进入DMA周期T/C:DMA终末/记数结束输出线该信号是一个正脉冲表明DMA 传送的数据已达到其程序预置的字节数,用来结束一次DMA数据块传送MASTER:输出信号,低电平有效,它由要求占用总线的有主控能力的外设卡驱动,并与DRQ 一起使用,外设的DRQ得到确认DACK有效后才使MASTER 有效,从此该设备保持对总线的控制直到MASTER 无效

RESETDRV:系统复位信号,输出线,高电平有效,此信号在系统电源接通时为高电平,当所有电平都达到规定以后变低,即上电复位时有效,用它来复位和初始化接口和I/O设备

IOCHCHK:I/O通道检查,输出线,低电平有效,当它变为低电平时,表明接口插件的I/O 通道出现了错误,它将产生一次不可屏蔽中断I/O CHDRY:I/O通道就绪,输入线,高电平表示就绪。该信号线可供低速I/O 设备或存储器请求延长总线周期之用。当低速设备在被选中,且收到读或写命令时将此线电平拉低,表示未就绪以便在总线周期中加入等待状态。TW 但最多不能超过10个时钟周期

REFRESH:刷新信号为了防止在内存刷新周期内产生不必要的中断。ISA 提供该刷新信号防止中断发生

KEY:钥匙位

ENDXFR:零等待状态信号,输入线,该信号为高电平时,无需插入等待周期

SYSCLK:系统时钟

OSC:主振信号输出

除了以上信号外,还有电源正负12 V、正负5V ,地线GND 等。

我们知道IEEE-P996是PC和PC/AT工业总线规范,IEEE协会将它定义IEEE-P996.1,很明显PC104实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996,其信号定义与PC/AT相同,但电气和机械规范却完全不同:

a. 自堆栈总线,省掉了昂贵的底板

b.针孔总线连接器,提高了可靠性

c.减小了总线驱动电流,降低了功耗和电路的驱动要求

至于16位的PC/104总线比ISA的信号线多6根(104&98),都是地线.

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