串行总线的
计算机数控系统
1 前言
在计算机系统中，总线接口对整个系统的性能和功能都有直接影响，有关专
家预测，在下一世纪里，串行总线将逐渐取代并行总线。
在数控系统中，个人计算机技术与数控技术越来越紧密地结合，由此而产生
的具有开放性的
PCNC 数控系统，正在取代传统形式的数控系统，并成为市场
的主流产品。计算机总线结构的变革，必将影响数控系统的体系结构，串行总
线的应用将极大地改变现有的传统数控系统的结构形式。
2 串行总线的优点
同并行总线相比，串行总线具有许多优点。串行总线连接引脚数量少，连接
简单，成本较低，系统可靠性高。串行总线对系统体系结构具有重大的影响，
它的应用有助于数据流计算机体系结构的实现。
对于高速计算机系统，串行总线比并行总线更容易使用。在并行总线中，传
输数据的各个位必须处于一个时钟周期内的相同位置，频率越高，对器件的传
输性能和电路结构要求越严格，系统设计难度加大，致使系统成本提高，可靠
性降低。相比之下，使用串行总线时，数据的各个位是串行传输的。在串行总
线设计时，既可以嵌入时钟信号作为同步信号，也可以采用锁相环的时钟恢复
方式；同并行总线相比，串行总线的传输线效应比较容易处理，从而降低设计
难度和系统成本。
另外，以串行信息包为基础的系统，不需要编写驱动程序。当断开任何一根
互连线，对全部信息包进行解码时，串行总线将这些信息包移入
处理器，这是一种局部的中断或事件。随后微处理器将查看这些信息包，而不
需要用驱动程序进行上述工作。系统将成为一种信息传递系统，而不是事件驱
动系统。
外围串行总线方式，如 IEEE-1394/火线和 USB（通用串行总线），已能成
功应用。某些供应商准备采用某种串行总线方式替代
PCI（外围器件互连）系
统总线。例如，
Intel 公司在 1998 年秋季披露，下一代 I/O（NGI/O）串行总
线能替代个人计算机中的
PCI 总线。
为了适应串行总线系统的要求，一些从事前沿技术研究的计算机公司，如
Mercury Computer Systems 公司正在研究光学底板及光学接口等技术。可
以预料，光学链路将会在串行总线系统中发挥重要作用。
3 国外数控系统总线接口的发展概况