CompactPCIPXI关键技术的发展.docVIP

CompactPCI/PXI关键技术的发展作为一种能够满足不同行业需要的高性能、高可靠、高可用和经济型的工业计算机技术，CompactPCI/PXI技术正在广泛地被电信、数据通信、计算机电话集成系统、工业自动化、监控和数采系统（SCADA）、测试和测量自动化、网络互联、航空航天、军工与国防等领域所关注和采用，从而成为了我国电子信息产业发展的新亮点。 　　然而，随着技术的不断发展，人们由好奇变成了关切，迫切需要得到诸如“CompactPCI的关键技术以及未来发展方向是什么？CompactPCI、PICMG 2.16、AdvancedTCA之间的关系？它们产生的出发点和应用范围有什么不同？该如何进行选择？”等问题的答案。 CompactPCI总线核心技术　　1992年Intel公司定义了PCI总线作为局部总线，直接用于互联CPU与周边器件，如与显示控制器、网络控制器、内存控制器等的互联。同时，为了研制和管理PCI标准，成立了PCI总线特别兴趣组织（PCISIG），并先后推出了PCI Local Bus Specification Rev. 2.1、Rev. 2.2和必威体育精装版版本Rev. 2.3，为此PCI总线也由芯片级互联总线发展成了板级互联总线。 　　PCI总线的32位/33MHz标准具有132MB/秒数据传输速度，其64位/66MHz标准可以达到528MB/秒，所以相对于ISA或VME总线每秒几MB或几十MB的传输速度而言，PCI是高速总线。为了将PCI总线应用于嵌入式领域，1994年成立了PCI工业计算机制造商协会（PICMG），主要动机就是为嵌入式计算机（如工业计算机、医疗设备、通信设备、交通设备和军事系统等）研制通用技术标准。现在PICMG在全球有三个分会，即PICMG PRC（中国分会）、 PICMG Europe（欧洲分会）和 PICMG Japan（日本分会）。 　　1997年8月，PICMG发布了第一个CompactPCI技术标准PICMG 2.0 Rev. 1.0，9月发布了PICMG 2.0 Rev. 2.1，10月发布了PICMG 2.0 Revision 3.0。 PICMG 2.0 Revision 3.0是CompactPCI总线的核心标准，也是CompactPCI技术的精髓。它由三项领先技术综合而成：PCI局部总线的电气特性（PCISIG）、工业级欧洲卡封装结构和规格（IEC 60297-3 and -4）和IEC 2mm坚固的米制针孔连接器（IEC-61076-4-101）。 　　PICMG 2.0 Revision 3.0规定了背板上各插槽之间、系统槽与背板、I/O模板与背板之间严格的互联关系，定义了背板、模板和前后面板的结构、尺寸，定义P1支持32位PCI操作，P1和P2支持64位PCI操作，P3、P4和P5留给用户使用或作为总线扩展用。同时，规范还为33MHz和66MHz工作频率的时钟信号分布，定义了严格的设计规则；定义了系统管理总线，并为背板上每个插槽定义了唯一对应的物理地址。CompactPCI系统由金属外壳和前、后面板组成的整体导电和ESD电路设计，使得CompactPCI具有电磁辐射屏蔽和静电释放能力，表现出良好的电磁兼容性。 　 CompactPCI总线热插拔技术　可维护性是嵌入式计算机非常重要的特性。此外，面向特定应用的系统（如电信设备、电力保护设备、车载控制系统和军事系统等）还需要热插拔（Hot Swapping）功能和容错（Fault Tolerance）设计。 　　CompactPCI技术规范使得流行的PCI总线兼容架构可以用欧洲卡规格实现。这种模块化的CompactPCI模板可以灵活地组合成适合各种不同工业现场应用的系统。为了提高CompactPCI系统的可维护性，需要在CompactPCI产品上增加热插拔功能，使得CompactPCI模板可以在不必关断电源的情况下，插入或拔出正在运行的系统，而不影响或破坏系统的正常工作，从而为高可用性设计奠定基础。为此，PICMG成立了热插拔工作组，并于1998年8月发布了热插拔标准PICMG 2.1 R1.0。随后于2001年1月推出了修订版本PICMG 2.1 R2.0，2002年5月发布了热插拔基础软件规范PICMG 2.12 R2.0。 　 PICMG 2.1 R2.0标准定义了三种不同的热插拔模型。 　基本热插拔模型 基本模型允许在系统运行过程中拔出或插入CompactPCI模板，但必须由训练有素的操作员通过人机接口向操作系统发出控制命令才能实现，软件连接不能自动进行。 　　完全热插拔模型 在完全模式下的软件连接是自动完成的，不需要人为的干预。完全热插拔模型应该是经济型工业计算机主要发展的目标。 　高可用性