CompactPCIцілком сумісний із специфікацієюPCI v2. 0

Новий апаратний стандарт CompactPCI.

На початку 1995 року в рамках PICMG, з ініціативи компанії Ziatech, була сформована робоча група з представників компаній Ziatech, DEC, AMP, Prolog, GESPAC, Force Computers, ERNI, VMIC, IBM, Texas Microsystems і деяких інших, метою якої стало вивчення можливості використання PCI у якості системної широкомовної шини, дійсно придатної для створення широкого класу надійних промислових вбудованих додатків.

Основні ідеї розробки:

· використання PCI-стандартних напівпровідникових компонентів;

· використання стандартного промислового формфактора 3U/6U як найбільш популярного у світі формату;

· підтримка не менше 6 слотів розширення;

· забезпечення ефективного конвекційного охолодження;

· забезпечення можливості використання ключових мезонинних технологій гнучкого вводу/виводу: IndustryPack і PMC;

· забезпечення максимально простої інтеграції зі стандартними промисловими шинами, насамперед із VMEbus;

· можливість “гарячої заміни” модулів вводу/виводу;

· створення відкритого стандарту, який з самого початку підтримується групою компаній-виробників.

Незважаючи на складність, спеціалісти консорціуму запропонували винятково привабливий із технічної і маркетингової точки зору варіант вирішення цієї задачі. Шлях кооперації і відкритості, обраний розроблювачами для створення і підтримки специфікації нового стандарту, дуже добре зарекомендував себе при розробці і стандартизації стандарту VMEbus. У цьому розумінні не випадково, що багато компаній-розробників є і членами Міжнародної Асоціації VITA. На пошук можливого рішення був витрачений майже рік роботи досвідчених спеціалістів незалежних компаній. 1 листопада 1995 року була подана Специфікація версії 1.0 нового стандарту, що одержав назву “CompactPCI ”.

Ключові положення стандарту CompactPCI.

Т ип шини	мультиплексована синхронна
Розрядність	32 або 64 біт
Тип процесора	процесорно-незалежна
Число слотів
Розширення	мости PCI-to-PCI
Макс. пропускна здатність	132 (32bit) або 264 (64bit) Мбайт/сек (33 MГц)
Середня пропускна здатність	64 Мбайт/с
Арбітраж	простий однорівневий
Логіка	переважно CMOS, 5/3. 3V

* CompactPCI прямо, використовує будь-які широкодоступні напівпровідникові PCI-компоненти від великого числа незалежних виробників.

Шина Compact PCI

Це кристали графіки, мереж, дискових підсистем, мостів із власних шин різноманітних мікропроцесорів, мостів на інші популярні інтерфейси і т.п. Це означає, що будь-яке програмне забезпечення, що працює на настільних PCI-комп'ютерах, без модернізації буде працювати й у системі CompactPCI. Наприклад: готова PCI-плата введення/виводу для настільної машини може бути прямо переведена в стандарт CompactPCI без зміни схемотехніки і програмного забезпечення. Найважливішим фактором є і низька вартість серійних PCI-компонентів, масово використовуваних на офісному ринку.

Рис. 2 Механічний 3U/6U стандарт CompactPCI

* CompactPCI заснований на загальнопринятій промисловій/військовій технології створення высоконадёжных встраиваемых систем - пассивной объединительной магистрали.

Повна 64-розрядна пасивна магістраль CompactPCI показана на мал.3.

Перший слот - системний, слоти 2-8 - слоти розширення. Це стандартна магістраль як для 3U-, так і для 6U-системи.

Формат плат показаний на мал. 4.

* CompactPCI використовує самий популярний механічний формат для промислових магістральних-модульних систем: Европлати формату 3U (100х160 мм) і 6U (233х160 мм), цілком аналогічні механічному формату найбільше популярних промислових шин VME, G64/96, STD32 і ін.

* CompactPCI забезпечує можливість організації введення/виводу як через передня панель, так і через додаткові рознімання, поле для яких є на стороні системного зєднувача зверху (тільки для формату 6U).

Звичайно верхнє рознімання (див. Рис. 4) використовується в системі CompactPCI для збільшення кількості слотів через мости PCI-PCI, для організації введення/виводу або для організації мостових з'єднань (по суті, потрібна тільки одна мікросхема) з іншими популярними шинними інтерфейсами, наприклад із VME64.

Три останніх тези означають, що незалежним виробникам механічних компонентів (каркасів, стійок, вентиляційних підсистем, джерел живлення, промислових UPS...) практично не вимагаються додаткові інвестиції в розробку нової технології. Евромеханіка надзвичайно широко пропонується величезним числом незалежних виробників. Це також означає, що стандарту органічно властива можливість функціонувати в умовах підвищених вимог до вібро- і термостійкості за рахунок перевіреної роками експлуатації конструкції і компонування плат, легко вентилюємих і легко доступних для заміни. І нарешті, це означає простоту інтеграції в єдину систему, з огляду на єдину механіку і наявність напівпровідникових мостів, CompactPCI-апаратури і найширшого спектра устаткування в інших євромеханічних стандартах.

* CompactPCI процесорно і програмно незалежний.

Сьогодні з використанням PCI будуються обчислювальні пристрої на базі процесорів PowerPC, Alpha, Pentium, PentiumPRO, MPC860, MC68360, MC68040/60, DSP... У “стороні” поки що залишаються різноманітні реалізації архітектур SUN SPARC Station (у тому числі й в Євромеханіці), які реалізують архітектуру Sbus як систему локального розширення.

Може використовуватися будь-яка операційна система. Як загального призначення - MSDOS, Windows 3. xx/95/NT, версії UNIX..., так і ОС реального часу - OS9, VxWorks, pSOS+, LynxOS, QNX...

* CompactPCI забезпечує роботу по технології Plug & play.

Це гарантує використання безджамперних технологій конфігурування і простоту розширення.

* CompactPCI є відкритою технологією.

Cпецифікація стандарту є загальнодоступною, курується і поширюється незалежною асоціативною організацією виробників і користувачів “PICMG”. Специфікація CompactPCI поширюється вільно, за надзвичайно помірну плату. “Коротка” специфікація дається безплатно.

* CompactPCI використовує стандартне високоякісне високонадійне штирьове системне рознімання.

Спрощено він показаний на Рис. 5.

 

Рис. 3. Штирьове системне разнімання CompactPCI.

Дійсно, у CompactPCI використовується широко популярний у світі телекомунікацій міжнародно стандартизований разе. Вперше розроблений фірмою SIEMENS для власних телекомунікаційних додатків, системний разєм CompactPCI випускається сьогодні декількома компаніями, зокрема, AMP, Framatom, ERNI, і стандартизований як МЭК 1076-4-101. Задача вибору системного зєднувача надзвичайно відповідальна. Він повинний бути високонадійним, компактним, забезпечувати малі величини ємностей між контактами для роботи швидкої шини, мати підвищений імунітет до шумів, припускати велике число вставок/видалень модулів, мати захисти від помилкового вмикання, бути широко поширеним і доступним, забезпечувати можливість розвитку специфікації і т.д. CompactPCI використовує 235-штирьковий пятирядний роз’єм (47 штирьових контактів у ряду з кроком 2 мм). З них 124 контакти використовуються для 32-бітової PCI, 55 контактів - для 64-бітової PCI, інші - для подальшого розширення і живлення. Саме якість обраного системного розєма визначила можливість створення системи з подвоєною, у порівнянні з настільним варіантом, кількістю слотів розширення.

Рис. 4

* CompactPCI забезпечує істотно великі можливості розширення, ніж це передбачено в базовій PCI-специфікації v2. 0.

Дійсно, стандартна специфікація PCI v2. 0 передбачає максимум 4 слота розширення без використання додаткових мостових з'єднань. CompactPCI v1. 0 передбачає можливість установки максимум 8 слотів розширення без використання спеціальних мостових кристалів PCI-PCI. З використанням мостових схем PCI-PCI кількість слотів розширення може бути збільшено.

* CompactPCI має потенційні можливості для розробки специфікації “гарячої заміни” (Hot Swapping) своїх модулів - тобто заміни модулів у працюючій системі, без їх вимикання.

Це надзвичайно важливо для систем, що обслуговують процеси з безупинним циклом. Ідеально ж такої можливості CompactPCI поки не забезпечує. Це один із предметів подальшої роботи над стандартом.

* CompactPCI забезпечує можливість простої інтеграції з традиційними системами на базі VME, G96, STD...

Технології такого об'єднання є предметом стандартизації в рамках CompactPCI, у першу чергу з VME-системами, що мають гігантську номенклатуру і найбільше поширення на ринку вмонтованих додатків. Можливість і логіка такої інтеграції споконвічно, органічно, “генетично”, закладена як у самому філософію PCI, так і тим більше в його євромеханічну версію, CompactPCI. Для того, щоб це зрозуміти, достатньо подивитися на загальну концепцію обчислювача з PCI-архітектурою, відповідно до якої виконуються всі PCI-розробки. У найбільше загальному виді вона зображена на Рис. 6.

Деякі типові варіанти інтеграції зі стандартними промисловими шинами, приведені на Рис. 7.

Рис. 7

Для інтеграції із системами VME64/6U використовується верхній 220-штирьковий розєм модуля CompactPCI. 180 контактів верхнього розєма використовується під розведення VME64 (у рамках PICMG вперше специфікований компанією FORCE), 40 контактів резервуються для розширення.

Природно, що цими варіантами інтеграції справа не обмежується. Не можна не сказати про технологію розширення CompactPCI власними модулями для збільшення кількості доступних слотів розширення. Варіант для каркаса 3U показаний у верхній частині Рис. 7. Для каркасів 6U використовується верхнє рознімання через додатковий міст PCI-PCI на системній платі CompactPCI. Компонування показане на мал. 8. Таким методом створюються системи CompactPCI із 14 слотами розширення. Але очікувати продуктивності “натурального” PCI від системи розширення, що працює через міст PCI-PCI не варто. Вона, звичайно, нижче.

Дата добавления: 2014-01-06