IEC 823:1990
(Main)Microprocessor system bus (VMSbus) — Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus (VMEbus)
Microprocessor system bus (VMSbus) — Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus (VMEbus)
Bus système à microprocesseurs (VMSbus) — Bus sous-système série du Bus CEI 821 (VMEbus)
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CEI
NORME
IEC
INTERNATIONALE
823
INTERNATIONAL
Premiere Adition
STANDARD First edition
199040
Bus systeme à microprocesseurs (VMSbus) -
Bus sous-système série du Bus CEI 821
(VMEbus)
Microprocessor system bus (VMSbus) -
Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus
(VMEbus)
Numho de r6fhence
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CEWEC 823: 1990
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CEI
NORME
INTERNATIONALE IEC
823
INTERNATIONAL
Premibre édition
STANDARD First edition
1990-10
Bus système à microprocesseurs (VMSbus) -
Bus sous-système série du Bus CEI 821
(VMEbus)
Microprocessor system bus (VMSbus) -
Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus
(VMEbus)
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@ CEI 1990
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- 2 - 823 @ CEI
SOMMAI RE
Pages
PREAMBULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
PREFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. 14
CHAPITRE 0: DOMAINE D’APPLICATION
CHAPITRE 1: INTRODUCTION A LA NORME CEI 823 VMSbus
Séctions
.........................................
1 .l Objectifs du bus série 18
.................. 18
1.1 .l Objectifs de la norme CEI 823 VMSbus
1.2 Eléments du système constituant l’interface du bus série . 20
1.3 Terminologie relative à la norme du bus série . 24
1.4 Organisation de la norme . 26
1 .5 Relations entre le bus série et un bus parallèle du fond
de panier . 26
CHAPITRE:2: GENERALITES SUR LE BUS SERIE
............................ 34
2.1 Généralités sur la couche physique
2.1 .l Signaux et modules de la couche physique . 34
2.1.2 Utilisation des signaux de la couche physique . 34
2.2 Généralités sur la couche de liaison de ‘données . ., . 38
.
................................... 38
2.2.1 Modules et interfaces
.................................... 42
2.2.2 Groupes de modules
...................
2.2.3 Protocole de transmission d’une trame 44
........... 46
2.3 Utilisation du bus série pour transférer des données
2.4 Utilisation du bus série pour positionner à un et à zéro des
46
indicateurs .
............. 46
2.5 Applications des groupes de modules du bus série
.......................... 48
2.6 Possibilités d’adressage du bus série
CHAPITRE 3: TRAMES ET SOUS-TRAMES DU BUS SERIE
..................................... 50
3.1 Types généraux de trames
56
3.2 En-tête . .
............
.................................. 60
3.3 Sous-trame de type de trame
64
3.4 Sous-trame de données
64
3.5 Sous-trame d’état de traces’::::::::‘::::::::::::::::::::::::::::
.................. 68
3.6 Sous-trame de détection de désynchronisation
................................. 68
3.7 Protocole de resynchronisation
........................ 72
3.8 Resykhronisation lors de l’initialisation
---------------------- Page: 4 ----------------------
-3-
823 @ IEC
CONTENTS
Page
FOREWORD ~.,. 15
15
PREFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CHAPTER 0: SCOPE
CHAPTER 1: INTRODUCTION TO THE IEC 823 VMSbus Standard
Section
19
...........................................
1 .l Serial bus objectives
.................... 19
1.1.1 IEC 823 VMSbus standard objectives
21
1.2 Serial bus interface system elements . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Serial bus standard terminology
27
1.4 Standard organization
1 .5 Standard relationship oi ‘t’h’e ‘seriai ‘bus’ &~d *a ‘piraliei ‘b&% l l ’ l ’
27
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
plane bus
CHAPTER 2: SERIAL BUS OVERVIEW
35.
................................
2.1 Overview of the Physical Layer
35
.....................
2.1.1 Physical Layer modules and signals
35
...............................
2.1.2 Physical Layer signalling
39
...........................................
2.2 Link Layer overview
39
.................................
2.2.1 Modules and interfaces
43
..........................................
2.2.2 Module groups
45
.............................
2.2.3 Frame transmission protocol
.......................... 47
2.3 Using the serial bus to transfer data
.................... 47
2.4 Using the serial bus to set and reset flags
....................... 47
2.5 Applications of serial bus module groups
.............................. 49
2.6 Serial bus addressing capabilities
‘CHAPTER 3: SERIAL BUS FRAMES AND SUBFRAMES
51
.............................................
3.1 Basic frame types
57
....................................
3.2 The Header
61
. .
Ty~e’&.~bframe :
3.3 The Frame
65
3.4 The Data subframe
65
3.5 The Frame Status sub;ra’~é’::::::::::::::::::::::::::::::::::::
69
......................................
The Jam Detect subframe
3.6
69
3.7 Jam protocol .
73
..................................................
3.8 Jam on Reset
---------------------- Page: 5 ----------------------
823 @ CEI
- 4 -
Pages
Sections
CHAPITRE 4: COUCHE PHYSIQUE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.1 Module GENERATEUR D’HORLOGE
74
4.1 .l Interface au support physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Interface avec la couche physique et la couche
78
de liaison
78
4.1.3 Fonctionnem’er;;‘:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.2 Module d’EXTENSION
78
4.2.1 Interfaces avec les supports physiques . l . . . . . . l . . . . . . . .
4.2.2 Interfaces avec la couche physique et la couche
82
de liaison
4.2.3 Fonctionnemen;‘::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 84
4.3 Module d’ACCES AU BUS . 86
4.3.1 Interface avec le support physique . 86
86
4.3.2 Interface avec la couche physique .
........................ 92
4.3.3 Interface de la couche de liaison
......................................... 92
4.3.4 Fonctionnement
4.4 Spécifications électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.4.1 Caractéristiques d’entrée du support physique de fond
96
de panier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
, 4.4.2 Commande et charge pour SERCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
4.4.3 Commande et charge pour SERDAT* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4 Caractéristiques d’entrée pour le support physique
étendu 100
4.4.5 CommandL ‘d;‘~IPPor;~~h~;/qué’é~énd;” 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1 100
104
4.4.6 Charge du support physique étendu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.7 Résistance aux contraintes/déteriorations du support
physique étendu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
CHAPITRE 5: MODULES DE LA COUCHE DE LIAISON DE DONNEES
5.1 Notations pour les diagrammes d’états . 110
110
5.2 Module EMETTEUR D’EN-TETE .
...................... 112
5.2.1 Interface avec la couche physique
.......... 112
5.2.2 Interface avec la couche de liaison-de données
5.2.3 Interface avec les couches de niveau supérieur . 114
116
5.2.4 Initialisation .
5.2.5 Fonctionnement . 116
5.3 Module RECEPTEUR D’EN-TETE . 122
124
5.3.1 Interface avec la couche physique .
.......... 124
5.3.2 Interface avec la couche de liaison de données
5.3.3 Interface avec les couches supérieures . 124
5.3.4 Initialisation . 128
5.3.5 Programmation de l’adresse . 128
......................................... 128
5.3.6 Fonctionnement
---------------------- Page: 6 ----------------------
823 @ IEC - 5 -
Page
Section
CHAPTER 4: THE PHYSICAL LAYER
75
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . .
4.1 CLOCK SOURCE module
75
4.1.1 Medium interface
79
4.1.2 Physical and Link ‘ia’vér’i’nte’,facé”::::::::::::::::::::::
79
4.1.3 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
................................................
4.2 BRIDGE module
79
........................................
4.2.1 Media interfaces
83
.....................
4.2.2 Physical and Link Layer interfaces
85
4.2.3 Operation . . . . . . . . . . .O.
87
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 BUS ACCESS module
87
4.3.1 Medium interface
4.3.2 Physical Layer intériace’:::::::::::::::::::::::::::::::: 87
93
4.3.3 Link Layer interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
4.3.4 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
Electrical specifications .
4.4
......... 97
4.4.1 Input characteristics for the Backplane Medium
99
........................
Driving and loading for SERCLK
4.4.2
...................... 99
4.4.3 Driving and loading for SERDAT*
.......... 101
4.4.4 Input characteristics for the Extended Medium
101
...........................
4.4.5 Driving the Extended Medium
....................... 105
Loading on the Extended Medium
4.4.6
...... 107
4.4.7 Stress/damage resistance for the Extended Medium
CHAPTER 5: LINK LAYER MODULES
111
.........................................
State diagram notation
5.1
111
......................................
5.2 HEADER SENDER module
113
................................
5.2.1 Physical Layer interface
113
........ 1 ...........................
5.2.2 Link Layer interface
115
.................................
5.2.3 Higher Layer interface
117
Initialization .
5.2.4
117
..............................................
5.2.5 Operation
123
....................................
5.3 HEADER RECEIVER module
125
................................
5.3.1 Physical Layer interface
125
....................................
5.3.2 Link Layer interface
125
.................................
5.3.3 Higher Layer interface
129
............................................
5.3.4 Initialization
129
...............................
5.3.5 Programming the address
129
5.3.6 Operation .
---------------------- Page: 7 ----------------------
823 @ CEI
-6-
Pages
Sections
............................... 136
5.4 Module EMETTEUR DE DONNEES
...................... 136
5.4.1 Interface avec la couche physique
.......... 136
5.4.2 Interface avec la couche de liaison de données
..................... 136
5.4.3 Interface avec la couche supérieure
140
5.4.4 Initialisation .
...................... 140
5.4.5 Programmation du port de données
......................................... 143
5.4.6 Fonctionnement
150
..............................
5.5 Module RECEPTEUR DE DONNEES
150
Interface avec la couche physique .
5.5.1
150
..........
5.5.2 Interface avec la couche de liaison de données
......... 150
5.5.3 Interface avec les couches de niveau supérieur
154
.............................................
5.5.4 Initialisation
............... 154
5.5.5 Lecture des données du port de données
156
Fonctionnement .
5.5.6
................ ..t .................. 162 ,
5.6 GESTIONNAIRE DE TRAME
.. ., ................... 162
5.6.1 Interface avec la couche physique
.......... 162
5.6.2 Interface avec la couche de liaison de données
164
.........
5.6.3 Interface avec les couches de niveau supérieur
166
Initialisation .
5.6.4
168
Fonctionnement .
5.6.5
CHAPITRE 6: GROUPES DE LA COUCHE DE LIAISON
DE DONNEES ET PROTOCOLE
174
6.1 Groupes simples .
174
6.1.1 Indicateur simple .
178
...........................
6.1.2 Gestionnaire de signal virtuel
.................................... 182
6.1.3 Parleur sur demande
187
..................................
6.1.4 Parleur transactionnel
.l . 192
..........................
6.1.5 Ecouteur sur demande
196
.................................
6.1.6 Ecouteur transactionnel
200
.................................
6.1.7 Indicateur multiadresse
202
....................................
6.1.8 Parleur multiadresse
206
6.1.9 Ecouteur multiadresse
210
6.1.10 Gestionnaire de priorité* k*r’i~bk l : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
214
.............................................
6.2 Groupes composés
214
6.2.1 Gestionnaire d’écriture .
................................. 218
6.2.2 Gestionnaire de lecture
...................... 222
6.2.3 Emetteur-récepteur de bus virtuel
228
6.2.4 Sémaphore .
240
...................
6.2.5 Sémaphore à vérification de signature
246
Groupe à passage de jeton .
6.2.6
........ 252
6.2.7 Gestionnaire d’écriture avec accusé de réception
....... 256
6.2.8 Ecouteur transactionnel avec accusé de réception
.................. 260
6.2.9 Ecouteur transactionnel à verrouillage
266
6.2.10 Parleur transactionnel à verrouillage .
---------------------- Page: 8 ----------------------
- 7 -
823 @ IEC
Page
Section
......................................... 137
5.4 DATA SENDER module
................................ 137
5.4.1 Physical Layer interface
.................................... 137
5.4.2 Link Layer interface
................................. 137
5.4.3 Higher Layer interface
141
5.4.4 Initalization
141
5.4.5 Programming thé’Dat,“Port”:::::::::::::::::::::::::::::
143
5.4.6 Operation .
............................ 151
i
..........
DATA RECEIVER module
5.5
................................ 151
5.5.1 Physical Layer interface
.................................... 151
5.5.2 Link Layer interface
....................... 151
........ .1
Higher Layer interface
5.5.3
............................................ 155
5.5.4 lnitialization
........................ 155
5.5.5 Reading data from the Data Port
157
...............................................
5.5.6 Operation
...................................... 163
5.6 FRAME MONITOR module
................................ 163
5.6.1 Physical Layer interface
.................................... 163
5.6.2 Link Layer interface
................................. 165
5.6.3 Higher Layer interface
167
............................................
Initialization
5.6.4
169
Operation .
5.6.5
CHAPTER 6: LINK LAYER GROUPS AND PROTOCOL
175
.................................................
6.1 Simple groups
I
175
.............................................
6.1.1 Simple Flag
................................ 179
6.1.2 Virtual Signal Controller
...................................... 183
6.1.3 On-Demand Talker
187
.....................................
6.1.4 Transaction Talker
193
....................................
On-Demand Listener
6.1.5
197
....................................
Transaction Listener
6.1.6
201
.......................................
6.1.7 Multiaddress Flag
203
....................................
6.1.8 Multiaddress Talker
................................... 207
6.1.9 Multiaddress Listener
............................. 211
6.1.10 Variable Priority Controller
215
.............................................
6.2 Compound groups
215
......................................
6.2.1 Writing Controller
219
.....................................
Reading Controller
6.2.2
223
................................
Virtual Bus Transceiver
6.2.3
229
..............................................
6.2.4 Semaphore
.......................... 241
6.2.5 Signature-Checking Semaphore
247
...................................
6.2.6 Token Passing Group
253
.........................
6.2.7 Handshaking Writing Controller
257
......................
Handshaking Transaction Listener
6.2.8
261
...........................
Locking Transaction Listener
6.2.9
............................. 267
6.2.10 Locking Transaction Talker
---------------------- Page: 9 ----------------------
-8- 823 @ CEI
Pages
Sections
CHAPITRE 7: SUPPORT PHYSIQUE DE FOND DE PANIER
DU BUS CEI 821 VMEbus
...................... 272
7.1 Spécifications électriques supplémentaires
Résistances d’adaptation . 272
7.1.1
Spécifications mécaniques . 272
7.2
272
7.3 Paramètres de chronologie .
278
Tests de conformité .
7.3.1
CHAPITRE 8: SUPPORT PHYSIQUE D’EXTENSION
...................... 282
8.1 Spécifications électriques supplémentaires
282
8.1.1 Réseaux d’adaptation .
282
8.1.2 La ligne BALANCE .
286
Paramètre du câble .
8.1.3
286
8.1.4 Filtrage et couplage optoélectrique .
286
8.2 Spécifications mécaniques .
................ 288
8.2.1 Connecteurs et affectations des signaux
288
8.2.1 .l Connecteur D-sub à 9 broches . . . . . . . . ‘. . . . . . . .
8.2.1.2 Connecteur pour câble plat à 10 broches et
290
connecteur P2/J2 . . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
294
8.2.1.3 Mélanges des trois types de connecteurs . . . . . . .
306
8.2.2 Longueur des segments de câble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
8.3 Chronologie du support physique d’extension
306
8.3.1 Taux d-e transmission en fonction de la longueur . . . . . . . .
, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.3.2 Paramètres de chronologie
8.3.3 Terminologie pour les signaux du support physique
316
d’extension
318
8.3.4 Tests de con’f~r.~i~e”::::::::::::::::::::::::::::::::::::
Figures
Présentation en couches et découpage du système de bus série. 30
2-l
32
2-2 Présentation et interfaçage sur une carte typique . . . . . . . . . . . . .
2-3 Configuration du support physique de fond de panier pour un
36
châssis simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
2-4 Carte indépendante sur le support physique étendu .:. . . . . . . . .
52
3-l Types généraux de trame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4 1 Module GENERATEUR D’HORLOGE
76
412 Formes des signaux du bus,d’extens;0n’:::::::::::::::::::::::
80
4-3 Signaux utilisés par le module d’EXTENSION . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . ‘. . . . . . . . . . . . . 80
4-4 Formesxdes signaux du bus série
90
4-5 Signaux utiliés par le module d’ACCES AU BUS . . . . . . . . . . . . . . .
---------------------- Page: 10 ----------------------
- 9 -
823 @ IEC
Page
Section
CHAPTER 7: IEC 821 VMEbus BACKPLANE MEDIUM
273
..............................
7.1 Additional electrical specifications
273
Terminating resistors .
7.1 .l
273
.......................................
7.2 Mechanical specifications
273
.............................................
7.3 Timing parameters
279
Testing of compliance .
7.3.1
CHAPTER 8: EXTENDED MEDIUM
283
Additional electrical specifications .
8.1
283
Termination networks .
8.1 .l
283
The BALANCE fine .
8.1.2
287
Cable parameters .
8.1.3
287
Filtering and optocoupling .
8.1.4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
8.2 Mechanical specifications
289
8.2.1 Connectors and signal assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
289
9-pole D-sub connecter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.1 .l
8.2.1.2 IO-pole flat table connecter and P2/J2
291
connecter
295
8.2.1.3 Mixtures of*~il’;h,,e”co,ne,t~r*;CPes’::::::::::
307
Gable segment length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. . . . . . . . . . . .
8.2.2
I
307
Extended Medium timing .
8.3
307
8.3.1 Data rate versus length .
309
8.3.2 Timing parameters .
............... 317
8.3.3 Terminology for Extended Medium signals
319
8.3.4 Testing of compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Figures
31
.....................
2-l Serial bus system structure and layering
33
..................
2-2 Layering and interfacing on a typical board
37
...............
Single-subrack Backplane Medium configuration
2-3
37
.................
2-4 Free-standing board on the Extended Medium
.
53
3-l Basic frame- types
4-l CLOCK SOURCE mo~.u*l~*‘:::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 77
77
4-2 Extended bus waveforms .
81
..........................
4-3 Signals used by the BRIDGE module
81
4-4 Serial bus waveforms .
91
.....................
4-5 Signals used by the BUS ACCESS module
---------------------- Page: 11 ----------------------
- 10 - 823 @ CEI
Figures Pages
Formes des signaux du support physique de fond de panier . . 90
4-6
4-7 Circuit de charge de test pour la REGLE 4.26 et
100
la REGLE 4.27 . . .
4-8 Circuit de charge de test pour la REGLE 4.28 et
la REGLE 4.29 . 102
5-l EMETTEUR D’EN-TETE avec GESTIONNAIRE DE TRAME . 112
5-2 Diagramme d’état de I’EfviETTEUR D’EN-TETE 120
5-3 Signaux utilisés par un RECEPTEUR D’EN-TETE ’ : : : : : : : : : : : : : : 126
5-4 Diagramme d’état du RECEPTEUR D’EN-TETE . 130
5-5 EMETTEUR DE DONNEES avec RECEPTEUR D’EN-TETE . 138
5-6 Diagramme d’état de I’EMETTEUR DE DONNEES 146
5-7 RECEPTEUR DE DONNEES avec RECEPTEUR D’ENYESË ’ : : : : : : 152
5-8 Diagramme d’état du RECEPTEUR DE DONNEES . 158
5-9 Diagramme d’état du GESTIONNAIRE DE TRAME . 170
176
6-l Indicateur simple .
6-2 Gestionnaire de signal virtuel . 178
6-3 Parleur sur demande . 182
6-4 Parleur transactionnel . 188
6-5 Ecouteur sur demande . 192
Ecouteur transactionnel . 198
6-6
6-7 Indicateur multiadresse . 200
6-8 Parleur multiadresse sur demande . 204
206
6-9 Ecouteur multiadresse transactionnel .
210
6-10 Gestionnaire de priorité variable .
....................................... 214
6-11 Gestionnaire d’écriture
....................................... 218
6-12 Gestionnaire de lecture
Emetteu r- récepteu r de bus virtuel . 222
6-13
6-14 Sémaphore . 228
6-15 Sémaphore à vérification de signature . 240
246
'6-16 Groupe à passage de jeton .
252
6-17 Gestionnaire d’écriture avec accusé de réception .
............. 256
6-18 Ecouteur transactionnel avec accusé de réception
........................ 260
6-19 Ecouteur transactionnel à verrouillage
266
6-20 Parleur transactionnel à verrouillage .
7-l Chronologie et forme du signal du support physique de fond
274
de panier .
8-l Réseau d’adaptation de EXTCLK . 282
8-2 Réseaux d’adaptation de EXTDAT . 284
8-3 Connexion à la ligne BALANCE . 284
8-4 Câble plat-torsadé pour le support physique d’extension _
à l’intérieur d’un châssis, montrant toutes les combinaisons
298
possibles de connecteurs .
8-5~1 Un connecteur gigogne autorise le retrait
...
CEI
NORME
IEC
INTERNATIONALE
823
INTERNATIONAL
Premiere Adition
STANDARD First edition
199040
Bus systeme à microprocesseurs (VMSbus) -
Bus sous-système série du Bus CEI 821
(VMEbus)
Microprocessor system bus (VMSbus) -
Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus
(VMEbus)
Numho de r6fhence
Reference number
CEWEC 823: 1990
---------------------- Page: 1 ----------------------
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IECBulletin
Bulletin de la C E 1
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Annuaire de la C E 1 1 E C Yearbook
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---------------------- Page: 2 ----------------------
CEI
NORME
INTERNATIONALE IEC
823
INTERNATIONAL
Premibre édition
STANDARD First edition
1990-10
Bus système à microprocesseurs (VMSbus) -
Bus sous-système série du Bus CEI 821
(VMEbus)
Microprocessor system bus (VMSbus) -
Serial sub-system bus of the IEC 821 Bus
(VMEbus)
Droits de reproduction réservés - Copyright - all rights reserved
@ CEI 1990
No part of thls publlcatlon may be reproduced or utillzed In
Aucune partle de cette pubkation ne peut btre reproduite ni
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---------------------- Page: 3 ----------------------
- 2 - 823 @ CEI
SOMMAI RE
Pages
PREAMBULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
PREFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. 14
CHAPITRE 0: DOMAINE D’APPLICATION
CHAPITRE 1: INTRODUCTION A LA NORME CEI 823 VMSbus
Séctions
.........................................
1 .l Objectifs du bus série 18
.................. 18
1.1 .l Objectifs de la norme CEI 823 VMSbus
1.2 Eléments du système constituant l’interface du bus série . 20
1.3 Terminologie relative à la norme du bus série . 24
1.4 Organisation de la norme . 26
1 .5 Relations entre le bus série et un bus parallèle du fond
de panier . 26
CHAPITRE:2: GENERALITES SUR LE BUS SERIE
............................ 34
2.1 Généralités sur la couche physique
2.1 .l Signaux et modules de la couche physique . 34
2.1.2 Utilisation des signaux de la couche physique . 34
2.2 Généralités sur la couche de liaison de ‘données . ., . 38
.
................................... 38
2.2.1 Modules et interfaces
.................................... 42
2.2.2 Groupes de modules
...................
2.2.3 Protocole de transmission d’une trame 44
........... 46
2.3 Utilisation du bus série pour transférer des données
2.4 Utilisation du bus série pour positionner à un et à zéro des
46
indicateurs .
............. 46
2.5 Applications des groupes de modules du bus série
.......................... 48
2.6 Possibilités d’adressage du bus série
CHAPITRE 3: TRAMES ET SOUS-TRAMES DU BUS SERIE
..................................... 50
3.1 Types généraux de trames
56
3.2 En-tête . .
............
.................................. 60
3.3 Sous-trame de type de trame
64
3.4 Sous-trame de données
64
3.5 Sous-trame d’état de traces’::::::::‘::::::::::::::::::::::::::::
.................. 68
3.6 Sous-trame de détection de désynchronisation
................................. 68
3.7 Protocole de resynchronisation
........................ 72
3.8 Resykhronisation lors de l’initialisation
---------------------- Page: 4 ----------------------
-3-
823 @ IEC
CONTENTS
Page
FOREWORD ~.,. 15
15
PREFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CHAPTER 0: SCOPE
CHAPTER 1: INTRODUCTION TO THE IEC 823 VMSbus Standard
Section
19
...........................................
1 .l Serial bus objectives
.................... 19
1.1.1 IEC 823 VMSbus standard objectives
21
1.2 Serial bus interface system elements . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Serial bus standard terminology
27
1.4 Standard organization
1 .5 Standard relationship oi ‘t’h’e ‘seriai ‘bus’ &~d *a ‘piraliei ‘b&% l l ’ l ’
27
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
plane bus
CHAPTER 2: SERIAL BUS OVERVIEW
35.
................................
2.1 Overview of the Physical Layer
35
.....................
2.1.1 Physical Layer modules and signals
35
...............................
2.1.2 Physical Layer signalling
39
...........................................
2.2 Link Layer overview
39
.................................
2.2.1 Modules and interfaces
43
..........................................
2.2.2 Module groups
45
.............................
2.2.3 Frame transmission protocol
.......................... 47
2.3 Using the serial bus to transfer data
.................... 47
2.4 Using the serial bus to set and reset flags
....................... 47
2.5 Applications of serial bus module groups
.............................. 49
2.6 Serial bus addressing capabilities
‘CHAPTER 3: SERIAL BUS FRAMES AND SUBFRAMES
51
.............................................
3.1 Basic frame types
57
....................................
3.2 The Header
61
. .
Ty~e’&.~bframe :
3.3 The Frame
65
3.4 The Data subframe
65
3.5 The Frame Status sub;ra’~é’::::::::::::::::::::::::::::::::::::
69
......................................
The Jam Detect subframe
3.6
69
3.7 Jam protocol .
73
..................................................
3.8 Jam on Reset
---------------------- Page: 5 ----------------------
823 @ CEI
- 4 -
Pages
Sections
CHAPITRE 4: COUCHE PHYSIQUE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.1 Module GENERATEUR D’HORLOGE
74
4.1 .l Interface au support physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Interface avec la couche physique et la couche
78
de liaison
78
4.1.3 Fonctionnem’er;;‘:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.2 Module d’EXTENSION
78
4.2.1 Interfaces avec les supports physiques . l . . . . . . l . . . . . . . .
4.2.2 Interfaces avec la couche physique et la couche
82
de liaison
4.2.3 Fonctionnemen;‘::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 84
4.3 Module d’ACCES AU BUS . 86
4.3.1 Interface avec le support physique . 86
86
4.3.2 Interface avec la couche physique .
........................ 92
4.3.3 Interface de la couche de liaison
......................................... 92
4.3.4 Fonctionnement
4.4 Spécifications électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.4.1 Caractéristiques d’entrée du support physique de fond
96
de panier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
, 4.4.2 Commande et charge pour SERCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
4.4.3 Commande et charge pour SERDAT* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4 Caractéristiques d’entrée pour le support physique
étendu 100
4.4.5 CommandL ‘d;‘~IPPor;~~h~;/qué’é~énd;” 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1 100
104
4.4.6 Charge du support physique étendu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.7 Résistance aux contraintes/déteriorations du support
physique étendu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
CHAPITRE 5: MODULES DE LA COUCHE DE LIAISON DE DONNEES
5.1 Notations pour les diagrammes d’états . 110
110
5.2 Module EMETTEUR D’EN-TETE .
...................... 112
5.2.1 Interface avec la couche physique
.......... 112
5.2.2 Interface avec la couche de liaison-de données
5.2.3 Interface avec les couches de niveau supérieur . 114
116
5.2.4 Initialisation .
5.2.5 Fonctionnement . 116
5.3 Module RECEPTEUR D’EN-TETE . 122
124
5.3.1 Interface avec la couche physique .
.......... 124
5.3.2 Interface avec la couche de liaison de données
5.3.3 Interface avec les couches supérieures . 124
5.3.4 Initialisation . 128
5.3.5 Programmation de l’adresse . 128
......................................... 128
5.3.6 Fonctionnement
---------------------- Page: 6 ----------------------
823 @ IEC - 5 -
Page
Section
CHAPTER 4: THE PHYSICAL LAYER
75
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . .
4.1 CLOCK SOURCE module
75
4.1.1 Medium interface
79
4.1.2 Physical and Link ‘ia’vér’i’nte’,facé”::::::::::::::::::::::
79
4.1.3 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
................................................
4.2 BRIDGE module
79
........................................
4.2.1 Media interfaces
83
.....................
4.2.2 Physical and Link Layer interfaces
85
4.2.3 Operation . . . . . . . . . . .O.
87
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 BUS ACCESS module
87
4.3.1 Medium interface
4.3.2 Physical Layer intériace’:::::::::::::::::::::::::::::::: 87
93
4.3.3 Link Layer interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
4.3.4 Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
97
Electrical specifications .
4.4
......... 97
4.4.1 Input characteristics for the Backplane Medium
99
........................
Driving and loading for SERCLK
4.4.2
...................... 99
4.4.3 Driving and loading for SERDAT*
.......... 101
4.4.4 Input characteristics for the Extended Medium
101
...........................
4.4.5 Driving the Extended Medium
....................... 105
Loading on the Extended Medium
4.4.6
...... 107
4.4.7 Stress/damage resistance for the Extended Medium
CHAPTER 5: LINK LAYER MODULES
111
.........................................
State diagram notation
5.1
111
......................................
5.2 HEADER SENDER module
113
................................
5.2.1 Physical Layer interface
113
........ 1 ...........................
5.2.2 Link Layer interface
115
.................................
5.2.3 Higher Layer interface
117
Initialization .
5.2.4
117
..............................................
5.2.5 Operation
123
....................................
5.3 HEADER RECEIVER module
125
................................
5.3.1 Physical Layer interface
125
....................................
5.3.2 Link Layer interface
125
.................................
5.3.3 Higher Layer interface
129
............................................
5.3.4 Initialization
129
...............................
5.3.5 Programming the address
129
5.3.6 Operation .
---------------------- Page: 7 ----------------------
823 @ CEI
-6-
Pages
Sections
............................... 136
5.4 Module EMETTEUR DE DONNEES
...................... 136
5.4.1 Interface avec la couche physique
.......... 136
5.4.2 Interface avec la couche de liaison de données
..................... 136
5.4.3 Interface avec la couche supérieure
140
5.4.4 Initialisation .
...................... 140
5.4.5 Programmation du port de données
......................................... 143
5.4.6 Fonctionnement
150
..............................
5.5 Module RECEPTEUR DE DONNEES
150
Interface avec la couche physique .
5.5.1
150
..........
5.5.2 Interface avec la couche de liaison de données
......... 150
5.5.3 Interface avec les couches de niveau supérieur
154
.............................................
5.5.4 Initialisation
............... 154
5.5.5 Lecture des données du port de données
156
Fonctionnement .
5.5.6
................ ..t .................. 162 ,
5.6 GESTIONNAIRE DE TRAME
.. ., ................... 162
5.6.1 Interface avec la couche physique
.......... 162
5.6.2 Interface avec la couche de liaison de données
164
.........
5.6.3 Interface avec les couches de niveau supérieur
166
Initialisation .
5.6.4
168
Fonctionnement .
5.6.5
CHAPITRE 6: GROUPES DE LA COUCHE DE LIAISON
DE DONNEES ET PROTOCOLE
174
6.1 Groupes simples .
174
6.1.1 Indicateur simple .
178
...........................
6.1.2 Gestionnaire de signal virtuel
.................................... 182
6.1.3 Parleur sur demande
187
..................................
6.1.4 Parleur transactionnel
.l . 192
..........................
6.1.5 Ecouteur sur demande
196
.................................
6.1.6 Ecouteur transactionnel
200
.................................
6.1.7 Indicateur multiadresse
202
....................................
6.1.8 Parleur multiadresse
206
6.1.9 Ecouteur multiadresse
210
6.1.10 Gestionnaire de priorité* k*r’i~bk l : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
214
.............................................
6.2 Groupes composés
214
6.2.1 Gestionnaire d’écriture .
................................. 218
6.2.2 Gestionnaire de lecture
...................... 222
6.2.3 Emetteur-récepteur de bus virtuel
228
6.2.4 Sémaphore .
240
...................
6.2.5 Sémaphore à vérification de signature
246
Groupe à passage de jeton .
6.2.6
........ 252
6.2.7 Gestionnaire d’écriture avec accusé de réception
....... 256
6.2.8 Ecouteur transactionnel avec accusé de réception
.................. 260
6.2.9 Ecouteur transactionnel à verrouillage
266
6.2.10 Parleur transactionnel à verrouillage .
---------------------- Page: 8 ----------------------
- 7 -
823 @ IEC
Page
Section
......................................... 137
5.4 DATA SENDER module
................................ 137
5.4.1 Physical Layer interface
.................................... 137
5.4.2 Link Layer interface
................................. 137
5.4.3 Higher Layer interface
141
5.4.4 Initalization
141
5.4.5 Programming thé’Dat,“Port”:::::::::::::::::::::::::::::
143
5.4.6 Operation .
............................ 151
i
..........
DATA RECEIVER module
5.5
................................ 151
5.5.1 Physical Layer interface
.................................... 151
5.5.2 Link Layer interface
....................... 151
........ .1
Higher Layer interface
5.5.3
............................................ 155
5.5.4 lnitialization
........................ 155
5.5.5 Reading data from the Data Port
157
...............................................
5.5.6 Operation
...................................... 163
5.6 FRAME MONITOR module
................................ 163
5.6.1 Physical Layer interface
.................................... 163
5.6.2 Link Layer interface
................................. 165
5.6.3 Higher Layer interface
167
............................................
Initialization
5.6.4
169
Operation .
5.6.5
CHAPTER 6: LINK LAYER GROUPS AND PROTOCOL
175
.................................................
6.1 Simple groups
I
175
.............................................
6.1.1 Simple Flag
................................ 179
6.1.2 Virtual Signal Controller
...................................... 183
6.1.3 On-Demand Talker
187
.....................................
6.1.4 Transaction Talker
193
....................................
On-Demand Listener
6.1.5
197
....................................
Transaction Listener
6.1.6
201
.......................................
6.1.7 Multiaddress Flag
203
....................................
6.1.8 Multiaddress Talker
................................... 207
6.1.9 Multiaddress Listener
............................. 211
6.1.10 Variable Priority Controller
215
.............................................
6.2 Compound groups
215
......................................
6.2.1 Writing Controller
219
.....................................
Reading Controller
6.2.2
223
................................
Virtual Bus Transceiver
6.2.3
229
..............................................
6.2.4 Semaphore
.......................... 241
6.2.5 Signature-Checking Semaphore
247
...................................
6.2.6 Token Passing Group
253
.........................
6.2.7 Handshaking Writing Controller
257
......................
Handshaking Transaction Listener
6.2.8
261
...........................
Locking Transaction Listener
6.2.9
............................. 267
6.2.10 Locking Transaction Talker
---------------------- Page: 9 ----------------------
-8- 823 @ CEI
Pages
Sections
CHAPITRE 7: SUPPORT PHYSIQUE DE FOND DE PANIER
DU BUS CEI 821 VMEbus
...................... 272
7.1 Spécifications électriques supplémentaires
Résistances d’adaptation . 272
7.1.1
Spécifications mécaniques . 272
7.2
272
7.3 Paramètres de chronologie .
278
Tests de conformité .
7.3.1
CHAPITRE 8: SUPPORT PHYSIQUE D’EXTENSION
...................... 282
8.1 Spécifications électriques supplémentaires
282
8.1.1 Réseaux d’adaptation .
282
8.1.2 La ligne BALANCE .
286
Paramètre du câble .
8.1.3
286
8.1.4 Filtrage et couplage optoélectrique .
286
8.2 Spécifications mécaniques .
................ 288
8.2.1 Connecteurs et affectations des signaux
288
8.2.1 .l Connecteur D-sub à 9 broches . . . . . . . . ‘. . . . . . . .
8.2.1.2 Connecteur pour câble plat à 10 broches et
290
connecteur P2/J2 . . . . . . . . . . I . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
294
8.2.1.3 Mélanges des trois types de connecteurs . . . . . . .
306
8.2.2 Longueur des segments de câble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
8.3 Chronologie du support physique d’extension
306
8.3.1 Taux d-e transmission en fonction de la longueur . . . . . . . .
, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
8.3.2 Paramètres de chronologie
8.3.3 Terminologie pour les signaux du support physique
316
d’extension
318
8.3.4 Tests de con’f~r.~i~e”::::::::::::::::::::::::::::::::::::
Figures
Présentation en couches et découpage du système de bus série. 30
2-l
32
2-2 Présentation et interfaçage sur une carte typique . . . . . . . . . . . . .
2-3 Configuration du support physique de fond de panier pour un
36
châssis simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
2-4 Carte indépendante sur le support physique étendu .:. . . . . . . . .
52
3-l Types généraux de trame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4 1 Module GENERATEUR D’HORLOGE
76
412 Formes des signaux du bus,d’extens;0n’:::::::::::::::::::::::
80
4-3 Signaux utilisés par le module d’EXTENSION . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . ‘. . . . . . . . . . . . . 80
4-4 Formesxdes signaux du bus série
90
4-5 Signaux utiliés par le module d’ACCES AU BUS . . . . . . . . . . . . . . .
---------------------- Page: 10 ----------------------
- 9 -
823 @ IEC
Page
Section
CHAPTER 7: IEC 821 VMEbus BACKPLANE MEDIUM
273
..............................
7.1 Additional electrical specifications
273
Terminating resistors .
7.1 .l
273
.......................................
7.2 Mechanical specifications
273
.............................................
7.3 Timing parameters
279
Testing of compliance .
7.3.1
CHAPTER 8: EXTENDED MEDIUM
283
Additional electrical specifications .
8.1
283
Termination networks .
8.1 .l
283
The BALANCE fine .
8.1.2
287
Cable parameters .
8.1.3
287
Filtering and optocoupling .
8.1.4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
8.2 Mechanical specifications
289
8.2.1 Connectors and signal assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
289
9-pole D-sub connecter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.1 .l
8.2.1.2 IO-pole flat table connecter and P2/J2
291
connecter
295
8.2.1.3 Mixtures of*~il’;h,,e”co,ne,t~r*;CPes’::::::::::
307
Gable segment length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. . . . . . . . . . . .
8.2.2
I
307
Extended Medium timing .
8.3
307
8.3.1 Data rate versus length .
309
8.3.2 Timing parameters .
............... 317
8.3.3 Terminology for Extended Medium signals
319
8.3.4 Testing of compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Figures
31
.....................
2-l Serial bus system structure and layering
33
..................
2-2 Layering and interfacing on a typical board
37
...............
Single-subrack Backplane Medium configuration
2-3
37
.................
2-4 Free-standing board on the Extended Medium
.
53
3-l Basic frame- types
4-l CLOCK SOURCE mo~.u*l~*‘:::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 77
77
4-2 Extended bus waveforms .
81
..........................
4-3 Signals used by the BRIDGE module
81
4-4 Serial bus waveforms .
91
.....................
4-5 Signals used by the BUS ACCESS module
---------------------- Page: 11 ----------------------
- 10 - 823 @ CEI
Figures Pages
Formes des signaux du support physique de fond de panier . . 90
4-6
4-7 Circuit de charge de test pour la REGLE 4.26 et
100
la REGLE 4.27 . . .
4-8 Circuit de charge de test pour la REGLE 4.28 et
la REGLE 4.29 . 102
5-l EMETTEUR D’EN-TETE avec GESTIONNAIRE DE TRAME . 112
5-2 Diagramme d’état de I’EfviETTEUR D’EN-TETE 120
5-3 Signaux utilisés par un RECEPTEUR D’EN-TETE ’ : : : : : : : : : : : : : : 126
5-4 Diagramme d’état du RECEPTEUR D’EN-TETE . 130
5-5 EMETTEUR DE DONNEES avec RECEPTEUR D’EN-TETE . 138
5-6 Diagramme d’état de I’EMETTEUR DE DONNEES 146
5-7 RECEPTEUR DE DONNEES avec RECEPTEUR D’ENYESË ’ : : : : : : 152
5-8 Diagramme d’état du RECEPTEUR DE DONNEES . 158
5-9 Diagramme d’état du GESTIONNAIRE DE TRAME . 170
176
6-l Indicateur simple .
6-2 Gestionnaire de signal virtuel . 178
6-3 Parleur sur demande . 182
6-4 Parleur transactionnel . 188
6-5 Ecouteur sur demande . 192
Ecouteur transactionnel . 198
6-6
6-7 Indicateur multiadresse . 200
6-8 Parleur multiadresse sur demande . 204
206
6-9 Ecouteur multiadresse transactionnel .
210
6-10 Gestionnaire de priorité variable .
....................................... 214
6-11 Gestionnaire d’écriture
....................................... 218
6-12 Gestionnaire de lecture
Emetteu r- récepteu r de bus virtuel . 222
6-13
6-14 Sémaphore . 228
6-15 Sémaphore à vérification de signature . 240
246
'6-16 Groupe à passage de jeton .
252
6-17 Gestionnaire d’écriture avec accusé de réception .
............. 256
6-18 Ecouteur transactionnel avec accusé de réception
........................ 260
6-19 Ecouteur transactionnel à verrouillage
266
6-20 Parleur transactionnel à verrouillage .
7-l Chronologie et forme du signal du support physique de fond
274
de panier .
8-l Réseau d’adaptation de EXTCLK . 282
8-2 Réseaux d’adaptation de EXTDAT . 284
8-3 Connexion à la ligne BALANCE . 284
8-4 Câble plat-torsadé pour le support physique d’extension _
à l’intérieur d’un châssis, montrant toutes les combinaisons
298
possibles de connecteurs .
8-5~1 Un connecteur gigogne autorise le retrait
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.