ISA(Industrial Standard Architecture)总线,也称为PC/104总线,是早期IBM个人电脑中的一个重要组成部分,尤其在工业控制系统和嵌入式系统中广泛使用。它始于1981年的IBM PC,最初是8位总线,后来发展为16位。ISA总线在IBM PC-AT中首次实现16位结构,但因为IBM并未提供严格的时序规范,导致了兼容性问题。因此,随着时间的发展,尽管出现了如EISA(Extended Industry Standard Architecture)这样的扩展标准,但至今并没有一个统一的ISA总线规范。
ISA总线的结构形式分为8位卡和16位卡两种,8位卡和16位卡在计算机内部的布局有所不同,它们通过特定的连接器与主板相连,提供地址、数据和控制信号。
ISA文献主要包含两个规范:EISA Specification, Version 3.12,定义了ISA总线规范以及32位扩展;另一篇是IEEE Draft Standard P996,描述了标准PC类系统的机械和电子规范。此外,还有如ISA & EISA Theory and Operation 和 ISA System Architecture 这样的书籍,为开发者提供了详细的理论和操作指南。
ISA总线信号包括系统地址(SA19-SA0)、未锁存地址(LA23-LA17)等,用于确定内存和I/O设备的地址。地址信号在BALE(Bus Address Latch Enable)为高时有效,并由BALE的下降沿锁定。AEN(Address Enable)信号在DMA传输时起到重要作用,指示地址线是否有效。
PC/104结构形式与ISA板类似,但尺寸更小,且增加了A32/B32; C0/D0; C19/D19引脚,这些引脚在PC/104总线中全部接地。PC/104总线兼容ISA信号定义,但提供了更高的密度和更紧凑的接口,更适合嵌入式系统。
在FPGA开发中,理解ISA总线规范和信号时序至关重要,因为它允许开发者设计出能够与传统ISA接口兼容的硬件模块。通过FPGA,可以实现ISA总线的模拟,从而创建ISA扩展板或Bus Master,实现对总线的控制和数据传输。这在需要与旧有系统接口或者需要在现有ISA基础上进行扩展的项目中非常有用。
总的来说,ISA总线是一种历史悠久的接口标准,虽然现在已经逐渐被PCI、PCI-X、PCI Express等更现代的标准所取代,但在维护和升级旧系统,以及特定领域的嵌入式应用中,对ISA的理解和应用仍然不可或缺。开发者需要掌握ISA的信号定义、时序规则以及连接器的使用,以便在设计中确保与ISA总线的正确交互。
2024-06-28 18:27:03
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fpga开发
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