幾種通信總線詳盡總結(jié)

1、微處理器中常用的集成串行總線是通用異步接收器傳輸總線(UART)、串行通信接口(SCI)和通用串行總線(USB)等，這些總線在速度、物理接口要求和通信方法學上都有所不同。本文詳細介紹了嵌入式系統(tǒng)設計的串行總線、驅(qū)動器和物理接口的特性，并為總線最優(yōu)選擇提供性能比較和選擇建議。由于在消費類電子產(chǎn)品、計算機外設、汽車和工業(yè)應用中增加了嵌入式功能，對低成本、高速和高可靠通信介質(zhì)的要求也不斷增長以滿足這些應用，其結(jié)果是越來越多的處理器和控制器用不

2、同類型的總線集成在一起，實現(xiàn)與PC軟件、開發(fā)系統(tǒng)(如仿真器)或網(wǎng)絡中的其它設備進行通信。目前流行的通信一般采用串行或并行模式，而串行模式應用更廣泛。微處理器中常用的集成串行總線是通用異步接收器傳輸總線、串行通信接口、同步外設接口(SPI)、內(nèi)部集成電路(I2C)和通用串行總線，以及車用串行總線，包括控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)和本地互連網(wǎng)(LIN)。這些總線在速度、物理接口要求和通信方法學上都有所不同。本文將對嵌入式系統(tǒng)設計的串行總線、驅(qū)動器

3、和物理接口這些要求提供一個總體介紹，為選擇最優(yōu)總線提供指導并給出一個比較圖表(表1)。為了說明方便起見，本文的闡述是基于微處理器的設計。串行與并行相比串行與并行相比UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設計中，UART用來與PC進行通信，包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。a.UART通信通信UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。消息幀從一個低位起始位開

4、始，后面是7個或8個數(shù)據(jù)位，一個可用的奇偶位和一個或幾個高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時它就知道數(shù)據(jù)準備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助錯誤校驗。在接收過程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對進來的字節(jié)進行奇偶校驗，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。UART也產(chǎn)生額外的信號來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個奇偶錯誤，UART就置位奇偶標志。b.數(shù)據(jù)方向和通信速

5、度數(shù)據(jù)方向和通信速度數(shù)據(jù)傳輸可以首先從最低有效位(LSB)開始。然而，有些UART允許靈活選擇先發(fā)送最低有效位或最高有效位(MSB)。微控制器中的UART傳送數(shù)據(jù)的速度范圍為每秒幾百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高達1.1152Mbps。UART波特率還受發(fā)送和接收線對距離(線長度)的影響。目前，市場上有只支持異步通信和同時支持異步與同步通信的兩種硬件可用于UART。前者就是UART