研华插入式IO板卡培训教材初级

研华插入式IO板卡培训教材初级1、研华插入式IO产品简介。研华插入式IO卡片，指的是能够插入计算机系统插槽的数据采集板卡。这种板卡是计算机系统和外部进行数据交换和信息获取的一种渠道，也在现代工业控制现场被大量采用。下面的内容里，我们将对这种产品进行详细的介绍。2、插入式IO产品的分类。研华插入式IO产品（以下简称DAS卡）可以按照不同的分类标准进行，下面我们进行分别介绍。2.1、按照总线的分类。研华的DAS卡可以适应目前工业控制用计算机的多种总线形式，具体来说，包括ISA、PCI、CPCI、USB、PC-104等几种，下面我们进行分类介绍。2.1.1、ISA总线简介。ISA总线(IndustryStandardArchitecture:工业标准体系结构）是IBM公司为PC/AT电脑而制定的总线标准，为16位体系结构，只能支持16位的I/O设备，数据传输率大约是8MB/S。也称为AT标准。ISA插槽是基于ISA总线（IndustrialStandardArchitecture，工业标准结构总线）的扩展插槽，其颜色一般为黑色，比PCI接口插槽要长些，位于主板的昀下端。其工作频率为8MHz左右，为16位插槽，昀大传输率16MB/sec，可插接显卡，声卡，网卡已及所谓的多功能接口卡等扩展插卡。其缺点是CPU资源占用太高，数据传输带宽太小，是已经被淘汰的插槽接口。目前还能在许多老主板上看到ISA插槽，现在新出品的主板上已经几乎看不到ISA插槽的身影了，但也有例外，某些品牌的845E主板甚至875P主板上都还带有ISA插槽，估计是为了满足某些特殊用户的需求。ISA插槽昀早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT电脑采用的系统总线，它基于8bit的8088处理器，被称为PC总线或者PC/XT总线。在1984年的时候，IBM推出基于16-bitIntel80286处理器的PC/AT电脑，系统总线也相应地扩展为16bit，并被称呼为PC/AT总线。而为了开发与IBMPC兼容的外围设备，行业内便逐渐确立了以IBMPC总线规范为基础的ISA（工业标准架构：IndustryStandardArchitecture）总线。ISA是8/16bit的系统总线，昀大传输速率仅为8MB/s，但允许多个CPU共享系统资源。由于兼容性好，它在上个世纪80年代是昀广泛采用的系统总线，不过它的弱点也是显而易见的，比如传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等。后来在PC‘98规范中，就开始放弃了ISA总线，而Intel从i810芯片组开始，也不再提供对ISA接口的支持。使用286和386SX以下CPU的电脑似乎和8/16bitISA总线还能够相处融洽，但当出现了32-bit外部总线的386DX处理器之后，总线的宽度就已经成为了严重的瓶颈，并影响到处理器性能的发挥。因此在1988年，康柏、惠普等9个厂商协同把ISA扩展到32-bit，这就是著名的EISA（ExtendedISA，扩展ISA）总线。EISA总线的工作频率仍旧仅有8MHz，并且与8/16bit的ISA总线完全兼容，由于是32-bit总线的缘故，带宽提高了一倍，达到了32MB/s.可惜的是，EISA仍旧由于速度有限，并且成本过高，在还没成为标准总线之前，在20世纪90年代初的时候，就给PCI总线给取代了。前面说过，ISA总线又称AT总线，是在PC/AT微机上所配备的扩展系统总线。PC/AT的扩展总线系统设计的昀大速度为8MHz，比PC/XT总线几乎快了近一倍，而昀佳的数据传输率达20MB/s。不过80286CPU的执行速度更快，因此要增加额外的等待周期，方能使扩展总线与CPU之间进行数据传输。改善的方式是在总线控制器中增加缓冲器，作为高速的微处理器与较低速的AT总线之间的缓冲器，从而使AT总线可以在比CPU低得多的环境下工作。接口卡的外观由于IBM-PC./XT/AT系统总线的开放性，全世界的PC机制造商纷纷向IBM靠拢，从而使IBM-PC系列风靡全球。为了满足众多PC兼容机厂商的要求，美国电气和电子工程师学会(IEEE)成立了一个委员会，并确定以PC/AT总线为标准，称之为工业标准体系结构ISA(IndustryStandardArchitecture)，即ISA总线标准。为了充分地发挥80286的优良性能，同时又要昀大限度地与PC/AT总线兼容，ISA总线在原XT总线的基础上，又增加了一个36脚的扩展槽，将数据总线扩展为16位，地址总线扩展为24位，将中断的数目从8个扩充到15个，并提供了中断共享功能，而DMA通道也由4个扩充到8个。从此，这种16位的扩展总线一直是各制造厂商严格遵守的标准，至今仍广泛地使用。ISA总线扩展插槽由两部分组成，一部分有62引脚，其信号分布及名称与PC/XT总线的扩展槽基本相同，仅有很小的差异。另一部分是AT机的添加部分，由36引脚组成。这36引脚分成两列，分别称为C列和D列。插槽的外观引脚定义引脚定义方向说明A1/I/OCHCKI/Ochannelcheck;activelow=parityerrorA2D7Databit7A3D6Databit6A4D5Databit5A5D4Databit4A6D3Databit3A7D2Databit2A8D1Databit1A9D0Databit0A10I/OCHRDYI/OChannelready,pulledlowtolengthenmemorycyclesA11AENAddressenable;activehighwhenDMAcontrolsbusA12A19Addressbit19A13A18Addressbit18A14A17Addressbit17A15A16Addressbit16A16A15Addressbit15A17A14Addressbit14A18A13Addressbit13A19A12Addressbit12A20A11Addressbit11A21A10Addressbit10A22A9Addressbit9A23A8Addressbit8A24A7Addressbit7A25A6Addressbit6A26A5Addressbit5A27A4Addressbit4A28A3Addressbit3A29A2Addressbit2A30A1Addressbit1A31A0Addressbit0B1GNDGroundB2RESETActivehightoresetorinitializesystemlogicB3+5V+5VDCB4IRQ2InterruptRequest2B5-5VDC-5VDCB6DRQ2DMARequest2B7-12VDC-12VDCB8/NOWSNoWaitStateB9+12VDC+12VDCB10GNDGroundB11/SMEMWSystemMemoryWriteB12/SMEMRSystemMemoryReadB13/IOWI/OWriteB14/IORI/OReadB15/DACK3DMAAcknowledge3B16DRQ3DMARequest3B17/DACK1DMAAcknowledge1B18DRQ1DMARequest1B19/REFRESHRefreshB20CLOCKSystemClock(67ns,8-8.33MHz,50%dutycycle)B21IRQ7InterruptRequest7B22IRQ6InterruptRequest6B23IRQ5InterruptRequest5B24IRQ4InterruptRequest4B25IRQ3InterruptRequest3B26/DACK2DMAAcknowledge2B27T/CTerminalcount;pulseshighwhenDMAterm.countreachedB28ALEAddressLatchEnableB29+5V+5VDCB30OSCHigh-speedClock(70ns,14.31818MHz,50%dutycycle)B31GNDGroundC1SBHESystembushighenable(dataavailableonSD8-15)C2LA23Addressbit23C3LA22Addressbit22C4LA21Addressbit21C5LA20Addressbit20C6LA18Addressbit19C7LA17Addressbit18C8LA16Addressbit17C9/MEMRMemoryRead(Activeonallmemoryreadcycles)C10/MEMWMemoryWrite(Activeonallmemorywritecycles)C11SD08Databit8C12SD09Databit9C13SD10Databit10C14SD11Databit11C15SD12Databit12C16SD13Databit13C17SD14Databit14C18SD15Databit15D1/MEMCS16Memory16-bitchipselect(1wait,16-bitmemorycycle)D2/IOCS16I/O16-bitchipselect(1wait,16-bitI/Ocycle)D3IRQ10InterruptRequest10D4IRQ11InterruptRequest11D5IRQ12InterruptRequest12D6IRQ15InterruptRequest15D7IRQ14InterruptRequest14D8/DACK0DMAAcknowledge0D9DRQ0DMARequest0D10/DACK5DMAAcknowledge5D11DRQ5DMARequest5D12/DACK6DMAAcknowledge6D13DRQ6DMARequest6D14/DACK7DMAAcknowledge7D15DRQ7DMARequest7D16+5VD17/MASTERUsedwithDRQtogaincontrolofsystemD18GNDGround研华的ISA系列IO卡统一以PCL开头，比较典型的卡片如PCL-818系列。另有一种MIC-2000系列的产品，基本已经停产，也是采用ISA总线架构，只是使用了特殊的机箱和安装方式。PCL-8182.1.2、PCI总线简介。PCI，即外设组件互连标准(PeripheralComponentInterconnection)，是一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。昀早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到133MB/s(33MHz*32bit/s)，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI总线，后来又提出把PCI总线的频率提升到66MHz。目前广泛采用的是32-bit、33MHz的PCI总线，64bit的PCI插槽更多是应用于服务器产品。从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲，能在高时钟频率下保持高性能，社和为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供连接接口，工作频率为33MHz/66MHz。PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在一个PCI插槽内。这种插槽是目前主板带有昀多数量的插槽类型，在当前流行的台式机主板上，ATX结构的主板一般带有5～6个PCI插槽，而小一点的MATX主板也都带有2～3个PCI插槽。根据实现方式不同，PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据，它允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。PCI允许多路复用技术，即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。接口卡的外观PCI标准32位/64位接口卡-