GB/T 16612-1996 音频、视频及视听系统家用数字总线(D2B)

中华人民共和国国家标准

音频视频及视听系统

家用数字总线

发布实施

国家技术监督局发布

前言

标准是根据国际电工委员会音频视频及视听系统的家用数字总线

第一版制定的在技术内容上和编写规则上与该国际标准等同并根据修正案作

了修改

国际标准是一个较为先进的标准在未来的家庭中将普遍采用为了使我国音频视频及视听设

备能尽早与国际技术接轨适应国际贸易经济交流的需要故予以等同采用

标准由中华人民共和国电子工业提出

标准由全国电声学和视听设备标准化技术委员会归口

标准主要起草单位电子工业第三研究所

标准主要起草人孙立力王启祥

前言

国际电工委员会在技术问题上的正式决议或协议是由对这些问题特别关心的国家委员

会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见

这些决议或协议以推荐标准的形式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会所认可

为了促进国际上的统一希望各国家委员会在本国条件许可的情况下采用标准的文

作为其国家标准标准与相应国家标准之间的差异应尽可能在国家标准中指明

国际标准由技术委员会音频视频及视听工程领域中的设备与系统制定

标准的文本以下列文件为依据

六月法表决报告

表决批准标准的详细资料可在上表列出的表决报告中查阅

家庭电子系统介绍

在今天的家庭中各种各样的电气及电子设备已渗透到人民生活的各个领域娱乐安全能源管

理自动家用电器家庭商务及对外通信等

这些设备中有许多仍都可以单独使用但发展方向是将它们互连并组成一个整体系统

在这样一个系统里各种不同类型的设备之间的相互作用允许它们组成新的附加功能和共同操作

从而使全家庭资源实现计算机辅助管理成为可能

这意味着终端用户有可能在任何存取点包括在家庭以外以一种简单可靠舒适的交互通信方式

控制系统的任何组成分即所谓的用户友好

在委员会及其他组织中这种家庭电子系统的结构仍在考虑之中

在家庭电子系统中有一个起特殊作用的通信通道通常称之为系统的中枢

这是一个控制命令与信令传输通道传达某个装置工作状态发送适当的命令或监视系统的运

转所需的全消息都经过这个通道来进行传输甚至还可能以较低速率透明地传输一些数据

标准只涉及控制命令与信令传输通道其他如大带宽信号的传输及切换不包含在标准的范

围内

可以看出这个家用网络与工业或商业上用的著名的局区域网络有相似之处但是

不必要满足这种消费者使用的家用网络的要求

标准中的命令语言是与家用数字总线的通信规程有关的目前这一通信规程只对音频

视频及控制所用的命令语言进行了定义并与日本的家庭总线系统及欧洲的综合家庭总线系统

协调一致

中华人民共和国国家标准

音频视频及视听系统

家用数字总线

家用数字总线的范围及其主要特性

标准给出了家用数字总线系统的传输模式通信规程寻址方式命令语言及电气特性

音频视频组合体电视机盒式磁带录像机等需要一个用于设备互连和信息交换的实用总线为

此目的产生了

的功能可描述如下

它适用于音频视频产品控制器及家用计算机作此用途时可将视为独立的局系统

或通过一个适当的网络转接器将其作为一个音频视频及控制子系统连接到主总线上

在同样的体系中也可用作为独立的局系统或用于其他场合时作为一个综合子系统

为了在由各个不同厂家生产的不同装置组成的系统中实现数字数据的相互交换这就必须对于这

系统的特殊要求规定一个合适的标准化的通信规程

在家庭电子总线环境中能用作为子系统因此音频视频与控制用的地址及命令表

与日的家庭总线及欧洲的家庭总线是协调一致的

因此家用数字总线的结构传输速率及帧的格式与结构应选择得能满足家庭及小型办公室

的应用范围的要求见图

图结构形式

在系统中各装置在数据传输期间可做为主装置与从装置主装置可利用起动和控制数

据传输

根据传输方向装置还可做为发送器或接收器

为多主总线即任何能控制总线的装置都可做为主装置根据每个装置唯一的识别特性

是按具有判优的载波侦听多址存取碰撞检测工作的每一次传输都有时间限制以免某

个装置独占总线

总线允许有自建网络允许每个装置有几个子装置

引用标准

下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为标准的条文标准出版时所示版均

国家技术监督局批准实施

为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

磁带的录音及放音系统第分磁带的电气特性

定义与缩略语

定义

标准中采用下列定义

帧

数据链路中传输的信息块帧由头区主地址区从地址区控制区及消息区组成

头区

表示一帧开始及标明帧的模式传输速率的区域

主地址区

标明哪个装置请求控制的区域该装置称之为主

从地址区

标明被主寻址的装置的区域该装置称之为从

控制区

控制消息的传输方向定义消息的释义的区域

消息区

包含携带消息的数据字节的区域

主在一特定帧中

启动的一帧并控制其定时的装置几个主装置可能会同时试图启动一帧但只有一个主装置

能在该帧中成为唯一对该传输媒体进行存取的主装置即取胜主装置装置可以有也可以没有主

操作

从在一特定帧中

由主启动的帧中被寻址的装置所有可进行从操作的装置均可接受并解释所有帧至少高到

从地址区并包括从地址区装置可以有也可以没有从操作

发送器在一特定帧中

发送一帧中数据区信息的装置在一帧中主或从均可作为发送器如果主为发送器则从为

接收器反之亦然

接收器在一特定帧中

接收一帧中信息的装置

消息

一帧中由数据比特携带的信息

多帧消息

使用多于一帧的消息

缩略语

应答比特

由主到从的应答

判优比特

美国信息交换标准码

由从到主的应答

音频视频及控制

载波侦听多址存取碰撞检

测

通信电话

家用数字总线

目标子装置地址

数据结束比特

家庭总线系统日家庭总线系统

家庭电子总线一种家庭总线系统

家务管理

综合家庭总线系统欧洲家

庭总线系统

局区域网络局域网络

最低有效比特

由主到从的比特

最高有效比特

操作码

操作数

奇偶比特

起始比特

系统公用命令

由从到主的比特

源子装置地址

盒式磁带录像机

模式

的设计使其可在几种不同的环境下工作并可依据应用领域的不同传输不同性能的数据因

此是一种自适应传输信道允许最优化地使用这一信道资源

控制数据传输性能的两个主要参数

每帧中有用数据的最大字节数消息区中的字节数

最大字节数相同的各帧的标称数据速率

这两个参数决定了的工作模式

的模式按性能增强顺序编号最低的基模式为模式到现在为止定义了三种模式模式

模式及模式所有这些模式都允许双向交换信息

使用的装置允许用模式或进行通信但须保证应用较低模式的功能即一个装置可以

只用模式或模式与模式或模式模式及模式

中的装置可以只有主功能或只有从功能或二者兼有

模式参数见表

表模式参数

模式模式模式

时钟频率

由主到从

每帧最大字节数

有用数据速率

单字节帧

满帧

单字节帧持续期

满帧持续期

由从到主

每帧最大字节数

有用数据速率

单字节帧

满帧

单字节帧持续期

满帧持续期

注由主到从及由从到主的数字都是与标称时钟频率有关的

的主要传输特性

允许与其相连接的具有主功能的任一装置控制总线并与系统中的其他装置进行数据交换

与通信有关的功能

对主与从每个比特的定时规程都含有定时误差检验

判优当各不同装置同时请求控制总线时

主地址从地址控制区及每个数据字节均带有奇偶检验

每帧传输期间均有从可用性应答从地址应答控制码接受应答及数据字节接受应答

传输信号特性

定义为一个逻辑信道信号特性由平衡电缆对及其返回通路的传输媒体决定通过利用适

当的电气或光和机械接口亦可使用其他传输媒体如同轴电缆或光纤

比特的逻辑状态间的关系见第章平衡电缆对的定时要求见第章

传输是双向的且为比特同步的逻辑优先于逻辑

帧结构

每帧都是有时间限制的

帧即在主从间进行通信的所有数据按时序包含有下述几个分见图

头区

起始比特包含有建立总线可用性的测试周期接着是一个使各个装置同步的跃变其中特

别是的持续时间比任何其他比特的周期都长

模式比特定义后续各区的传输速率及数据区的最大数据字节数

当两个或多个装置试图同时使用总线时需要判优此时最低模式优先模式参数每帧最大字节

数传输速率等见表

主地址区

主比特定义试图取得总线控制的装置的地址号该地址数据含有一个奇偶校验比特

当进行判优时具有最小地址数的装置优先

从地址区

从比特定义被主调用的装置的地址号该地址数据含有一个奇偶校验比特

被调用的从装置会给出接受应答

控制区

控制比特定义所交换的数据类型及其方向含有一个奇偶校验比特

当应的从装置能够完成所要求的操作时它就会给出一个收到控制数据的应答

数据区

数据比特携带传输的实际数据以字节形式排列

数据字节的接收器会给出正确收到该字节的应答每帧的最大字节数取决于模式及方向主到

从或从到主见表

每个数据字节后都跟有一个数据结束比特一个奇偶校验比特及一个应答比特

数据结束比特指明该字节是否为帧的最后一个字节

数据结束比特奇偶校验比特应答比特

图帧结构

帧交换规程

用于装置间交换帧的规程描述如下

帧序列及应答

帧传输期间主从配合操作图给出了进行读数据从到主及写数据主到从操作时主从间

相互作用的流程图

图帧交换规程流程图

写序列

主发送数据写入给对该数据作出应答的从写序列如图所示

注至今只定义了模式模式和模式其比特数且

图主向从传送写操作时的帧比特序列

读序列

主由从接收读数据并应答该数据读序列如图所示

注目前只定义了模式模式和模式其比特数为且

图由从向主传送读操作时的帧比特序列

帧规程的描述

图给出了帧格式的概况

起始比特

优比特

主到从比特

从到主比特

从到主应答

主到从应答

写操作控制比特

读操作控制比特

数据结束比特

奇偶比特

应答比特

图帧格式

起始比特

起始比特检查总线是否空闲通过由跃变为指出一帧的开始并确定状态的周期

模式比特

比特数依模式而定

前的个数即为模式号见表

表模式比特分配

模式模式比特值

留给未来的标准用

模式判优自动支持最低模式因为优先于

每帧均由最低模式开始以便起始比特及模式区的第个比特能采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则帧中所有其余比特均采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则模式区的第个比特采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则帧中所有其余比特均采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则模式区的第个比特采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则帧中所有其余比特均采用模式的信号发送速率

如模式区的第个比特为则帧中所有其余比特均保留以便与未来更高的模式兼容时作出规

定

主地址比特

比特数地址加的奇数奇偶校验

奇偶校验比特

逻辑表示地址比特中的个数为偶数

逻辑表示地址比特中的个数为奇数

地址码是由在前的个比特定义的二进制数

主判优自动倾向于选择最低地址码因为优先于

从地址比特

与主地址码相同但没有判优比特

从地址应答

当同时满足下述条件时从向主发送应答

从存在并可处理该模式

收到的主地址码奇偶校验成功

收到的从地址码奇偶校验成功

没有定时错误

如没有收到应答发送器便停止发送

控制比特

比特数控制码加的奇数奇偶校验接着是一个最高有效比特在先的从应答周

期

奇偶校验比特

逻辑表示四个控制比特中的个数为偶数

逻辑表示四个控制比特中的个数为奇数

控制数据定义

传输方向主到从或从到主

传输类型不锁定传输并锁定传输并解锁当从被锁定时除借助不锁定控制码外其他装

置不允许有中断请求见表

因而只有能进行锁定的主能解锁从对从而言只有从的功能被锁定主功能保持在使能状态例

如一个锁定的从装置可暂时变为主但做为从它只能对锁定它的主保持锁定

个控制比特的解释

为最高有效比特且最先发送

表控制码分配

消息方向操作锁定

读从状态不锁定

从到主留给未来标准

读从状态锁定

读数据锁定

读中间及最低有效位锁定地址半字节不锁定

读最高有效锁定地址半字节不锁定

读从状态解锁

表完

消息方向操作锁定

读数据解锁

主到从写特性存储地址锁定

留给未来标准

写命令锁定

写数据锁定

留给未来标准

留给未来标准

写命令解锁

写数据解锁

当控制数据规定为不锁定功能时所有的从都必须能应即使该从锁定到另一个主

不锁定功能对从的下一个锁定状态没有影

控制应答

当同时满足下列条件时从向主发送一个应答信号

控制比特奇偶校验成功

主向从传送时从接收器的缓存器为空

从向主传送时从发送器的缓存器中存有数据

从不锁定到另一个主要求不锁定功能除外

在从中有一个特性存储器并发送写特性存储地址

没有定时错误

如没有收到应答发送器将停止发送

数据区

先发送数据字节的最高有效比特其解释由控制码规定见

数据比特

比特数个数据比持个数据结束比特个奇数奇偶校验比特最后是个应答比特

数据结束比特

数据结束比特的解释

表示数据字节为该帧的最后一个数据字节

表示下面还有数据字节需要传送

数据奇偶校验比特

奇偶校验比特为

逻辑则表示由个数据比特及个数据结束比特组成的个比特中的个数为偶数

逻辑则表示由个数据比特及个数据结束比特组成的个比特中的个数为奇数

数据应答比特

主向从传送后从向主发送的应答表示

最后传送的一个数据奇偶校验成功

从接收器缓存器不满

最后传送的一个数据没有定时错误

从向主传送后主向从的应答表示

最后传送的一个数据奇偶校验成功

主接收装置缓存器不满

最后传送的一个数据没有定时错误

如果没有收到应答发送器应试图重发该字节除非它是一帧中的最后一个字节

肯定的数据应答表明正确收到所传字节

应答数据

表示应答

表示没有应答

启动锁定解锁功能

当第个数据应答为且帧控制区规定为锁定时锁定状态从状态比特置位

当第个数据应答为但帧控制区规定为解锁时锁定状态从状态比特被复位

媒体访问规程

物理特性

的媒体访问采用带有碰撞检测功能的载波侦听多址存取规程

载波侦听

装置通过发一个起始比特来获取媒体起始比特为然后由跃变为任何时候起始比特为

时如果装置在媒体上侦听到时它就把媒体让给发送的那个或那些装置在媒体上优

先于

碰撞检测

一个装置一旦使起始比特跃变为状态便开始监视媒体直到完成主地址区传送为止在此期间

的任何时刻当在媒体上监听到时该装置发送了则检测到一次碰撞检测到碰撞的发送装置将

立即停止发送

比特格式

一般比特格式

数据总线上的所有比特都将顺序发送下述四个分

起始逻辑高周期准备周期

接着逻辑低周期同步及起动周期

含有实际比特值的周期数据周期

含有逻辑的最后一个周期停止周期

比特的持续时间及其各分时间分配与所采用的模式所发送比特的类型通过总线规定的最大

传输时间及接收端口规定的信号的最大上升及下降时间有关

如这些比特参加判优则这些比特的第及第分可分为两个时间区段以允许一个要请求总线

的主在进行传输前能先检查总线的状态

在如下定义的各种类型的比特中与主有关的时间区间定义为与下一个比特周

期下一个比特周期与从有关的时间区间定义为及下一个比特周期

这些时间区间的持续时间与比特的类型有关并用时钟脉冲的个数来表示见图图图图

时钟频率由模式决定见表

定时参数的计算考虑了数字滤波电路及触发器引起的时延图为一示例电路在示例中

第个触发器用以使非同步的总线信号与滤波器时钟同步

另外两个触发器可保证信号在至少两个时钟周期内保持稳定触发器用以使非

同步的滤波器输出信号与逻辑时钟同步各种比特类型描述中规定的比特定时参数与逻辑电路中

的输入有关

滤波器时钟与逻辑时钟可以是非同步的但其频率应符合第章的要求

逻辑功能

图数字滤波器示例

比特格式的详细描述

引言

在对各种类型的比特进行状态描述时将用到下述结构

状态个比特中分的一段时间

条件在时钟边缘有效的条件

动作在时钟边缘上条件为真时即可动作

处理比特定时的逻辑应满足下列限制

动作结果及其所生成的条件应在一个时钟脉冲周期内是稳定的

时钟边缘与信号见下之间的延迟包含在驱动器时延中见

在对各种类型的比特进行状态描述时将用到下述定义

比特定义

逻辑输入

逻辑输出信号

表示被发送比特的值或

表示收到的比特值或

条件

请求发送未定的时候

判优未丢失

判优丢失

帧中的最后比特

帧中的非最后比特

过程定义

定时错误处理并在处理后转到起始比特的

数据定义

时钟脉冲计数器值

起始比特见图

总使用模式的时钟频率

描述

初始化

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

对于主

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

对于从

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

注时间间隔的持续时间用时钟脉冲的个数表示

图起始比特

判优比特见图

适用于模式比特及主地址比特不包括奇偶校验比特时钟频率与所选模式有关

对于主

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

对于从

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

注

见图注

圆括号中的值表示主地址比特其他值表示模式比特

图优比特

主到从比特见图

主地址奇偶校验比特从地址比特从地址奇偶校验比特控制比特控制比特奇偶校验比特

数据比特数据结束比特主到从传送的数据比特的奇偶校验比特

当主必须应答数据字节时的应答比特

对于主

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

对于从

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件

动作

条件

动作

条件

动作

状态

条件

动作

条件