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local bus
來源:互聯網

野見山睦未(的みやまむつみ)主唱、作詞、作曲,福岡縣飯冢市出身,永島圭司(中島硅螺紋)吉他手,福岡縣鞍手郡宮田城市出身,Local bus(當地巴士)是日本的音樂樂隊. 1998年結成。在出道前3個人活動著,不過,隨著時間的消逝,現在的成員都是單人活動。

樂團

成員

野見山睦未(vocal,chorus,guitar,作詞、作曲)

永嶋圭司(programing,arrange,chorus,guitar)

相識

1998年,在想組樂隊的友人的介紹下兩人相識。都喜歡Spiral Life,AIR等的兩人意氣相投,之后的幾個月便開始樂隊的活動和原創音樂的創作。確定了由野見山作曲,永嶋再編曲的制作理念。2000年,在老家福岡市的FM節目中演出,也有本地企業用了他們的樂曲作為廣告曲,第二年遇到了現在的制作人。2002年10月9日以單曲「ansa-」正式出道。

因為兩人都是福岡人,便有了“local”一詞為keyword,代表這向著同一目的地出發的意義,想了很多詞,最后用了能在想下的時候就下的“bus”。

局部總線

相信搞硬件的朋友都應該對Local Bus總線非常熟悉,在當今的通信電子領域中,幾乎所有的CPU小系統中都有它的身影。Local Bus總線又稱為CPU總線,根據高低位地址線序的差異,又可分為Motorola CPU總線和英特爾 CPU總線。古老的CS51單片機就是Intel CPU總線的典型代表,而我們常用的功率 PC就是Motorola CPU總線架構,它是從60X總線衍變過來的(60X總線支持64、32、16、8四種可選位寬模式),由于Local Bus總線是直接從60X總線上通過橋片分出來的,所以它和60X總線是同步同頻的,進行數據數據讀寫時與60X總線共享帶寬,不需要內核提供額外的處理。

Device Bus(數據/地址復用總線解復用后的Device Bus叫Local Bus)總線一般采用數據/地址線復用的形式,通常為32位寬,使用時需要將總線的數據和地址分離出來再分別接到目標器件的數據和地址端口,如連接到低速設備時還需要通過Buffer起來來進行驅動和隔離。在早期的設計中,通過用信號鎖存器來分離總線中的數據和地址(如經典鎖存器SN74LVC16373),不過現在基本上都是通過邏輯器件CPLD來進行解復用的。利用鎖存器373對Device Bus總線數據/地址解復用原理如下圖所示。

L_ALE是地址鎖存信號,低電平有效,當L_ALE出現一個低電平脈沖時,鎖存器的輸入端口對LAD[31:0]信號進行采樣、鎖存并從輸出端口輸出,直到下一個L_ALE低電平脈沖到來時,其輸出狀態才發生改變,Device Bus總線在輸出地址信號時將L_ALE信號驅動為低電平,輸出數據信號時,將L_ALE驅動為高電平,鎖存器正式利用這個特點輕松實現Device Bus總線上數據和地址的分離。

Local Bus總線上的數據讀寫分為同步模式和異步模式。在同步模式下,需要一個外部時鐘信號供接收端和發送端共用,利用時鐘信號的上升沿對數據進行采樣,SDRAM、SSRAM等高速信號使用同步模式;異步傳輸模式下,不使用時鐘信號對數據進行采樣(芯片內部還是需要有系統參考時鐘來產生時序的),而是利用片選信號CS、寫使能信號WE和讀使能信號OE對數據進行采樣,使用異步模式的器件有FLASH、BOOTROM等。

?Device Bus總線數據及控制信號列表及功能說明

1).LAD[31:0]:數據/地址復用信號,數據線寬度可設為8、16、32為三種模式;地址線根數可根據實際存儲空間大小來選取,比如,16根地址線可支持的尋址空間大小為(針對8位寬存儲器件,16位寬存儲器件需要乘以2,其他類推):2=65536字節=64KByte。做為地址線時是單向輸出,三態總線,LVTTL電平。做為數據線時是輸入/輸出雙向信號,三態LVTTL。

2).CS_L:Chip Select,器件片選信號,低電平信號,Local Bus總線上每個器件都有一個獨立的CS_L信號,某個器件上的CS_L信號為低電平時表示這個器件被選中,Local Bus總線主控制器可以對其進行讀寫操作;

3).WE_L:Write Enable,寫使能信號,低電平有效,Local Bus總線上的WE_L信號為低電平時,表示在進行寫操作,在異步傳輸模式下,它與CS_L信號配合對寫數據進行采樣;

4).OE_L:Output Enable,讀使能信號,跟WE_L類似,在異步傳輸模式下與CS_L信號配合對讀數據進行采樣;

5).ALE_L:地址鎖存信號,低有效,其功能已經在前面介紹過了,不在贅述;

6).Rdv:應答信號,對讀寫操作進行應答;

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7).INT:中斷輸入信號;中國通信人博客4B R W

x#j e_ ugNW*Qf)J 8).RST_L:復位信號;中國通信人博客(Pu6w/xl o-u` Fi

9).CLK:參考時鐘信號,只在同步傳輸模式下使用,異步模式下不使用,設計中將其懸空即可。

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實際應用中,一般只使用LDA/CS_L/WE_L/OE_L/ALE_L這些信號,其他信號作為選用。

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上面介紹的是針對英特爾 CPU總線的,Motorola CPU總線有一點點差異,后者將OE_L和WE_L合并成一根控制信號,稱為R/~W,當其為高電平時表示“讀”操作,為低電平時表示“寫”操作。另外,后者還有一個DS控制信號,當其為低電平時表示總線上傳輸的數據是有效的,否則為無效。

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h#vDc)g0 如果Local Bus總線上掛SDRAM等高速存器器件時還需要行列選擇信號RAS和CAS以及數據奇偶校驗信號DP。中國通信人博客%K:_1wr3yr&x&i9]

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?CPU總線的大端模式和小端模式中國通信人博客&g

Y HRiq%ZE8h 英特爾系列的CPU總線是小端模式,也叫Little-endian 字節 ordering,其特點是低有效字節在低地址位,高有效字節在高地址位。中國通信人博客,q+rY&M(J)dW9L,l

Motorola CPU及Power PC架構總線是大端模式,也叫Big-endian byte ordering,其特點是低有效字節在高地址位,高有效字節在低地址位。

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所以在使用大端模式總線連接外部器件時需要將地址線進行倒序,即最高位地址線與外部器件的最低地址位相連,最低地址位地址線與外部器件的最高地址位相連,其他依次連接。中國通信人博客1I2{1C-` w$i

?Local Bus總線的讀寫時序

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S/g]0 下圖為FLASH器件MX29LV002CBTI的讀時序,該FLASH器件提供的Local Bus接口,Addresses信號是從Local BUS地址信號(已經解復用了),Outputs是Local bus的數據信號。在第一個時鐘周期內,Address信號線上傳輸的是目標器件的地址信號,此時CS#、OE#、WE#都處于高電平無效狀態,并且Outputs輸出的數據無效。在第二個時鐘周期內,CE#變為低電平,表示目標器件已經被選中,接著OE#也變為低電平(大多數情況下,CS#和OE#幾乎是同時有效的),表示開始進行讀操作,主控制器在CE#和OE#都為低電平有效的時候對Outputs上的數據進行采樣(通常做一定的延時后再采樣,以保證采樣數據的正確性),采樣到的數據即為要讀取的數據。WE#和OE#不會同時變低的,因為Local Bus總線是半雙工工作方式,不可能同時進行讀寫兩種操作。(點開看清楚大圖)中國通信人博客4]_@1u m0L0l*vM

下圖為FLASH器件MX29LV002CBTI的寫時序,在WE#和CS#同時為低有效的情況下,Flash器件從數據總線上采樣數據,然后寫到指定的地址空間里去。對比下這兩個圖,我們會發現,讀操作時,OE#信號差不多在ADD Valid周期的中間部分有效,而寫操作時,WE#信號幾乎在ADD Valid周期的開始部分有效,為什么有這個差異呢?其實想想也不難,因為讀操作流程是:總線控制器給目標器件發讀取數據指令,等目標器件收到指令后再將總線控制器要讀取的數據傳回來,這中間有線路的延時及目標器件的延時。而寫操作則不然,可以將寫操作命令和要寫的數據同時傳到目標器件那邊去,幾乎沒什么延時。中國通信人博客mF j4w%VAF

CPLD對Device bus總線進行了解復用后連接到FPGA、FLASH和NVRAM(CPLD可以對Local Bus總線的大小端模式進行切換),利用CS0_L、CS1_L和CS2_L三根片選信號線來區分Local bus總線上的三個器件。FPGA使用了32根數據線中的16根,32根地址線中的26根。

我們再仔細看一下其地址線標號,為A[26:1],我們也許會疑問,會不會是搞錯了啊,怎么不是從最低位地址AO開始啊?是的,我沒有寫錯,你也沒有看錯,實際上就是從A1開始的。這是因為當數據線寬度為16位雙字節模式(也叫WORD模式,四個字節叫DWORD模式,單字節叫BYTE模式)時,Local bus總線的A1變為地址的最低位(A0懸空不用),用它去連接器件的最低位地址線A0。中國通信人博客#y0BD#s4G!B-f7{4{ s

這其實也很好理解,因為對于同樣大的存儲空間來說(我們可以將存儲空間想象縱橫交錯的棋盤狀),當數據線D(棋盤中的橫線)增加一倍的情況下(從8位增加到16位),要想保持數據線和地址線的乘積不變(存儲空間容量不變),那么就要將地址線減少一半(對于譯碼前的數據線來說,就是減少一根線)。下面的NVRAM用的是8位字節模式,所以最低位地址仍然用A0去接。

參考資料 >

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