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CompactPCI总线工控机技术的现状与应用

2002年3月13日，中国计算机行业学会PICMG/P.R.C.在信息产业部电子六所召开了2002年首次年会。从事CompactPCI（以下简高压水枪称CPCI）总线工控机研究与设计工作的24位专家、学者和委员参加了会议。会上，专家们对CPCI总线工控机的现状和应用前景展开了热烈的研讨，一致认为CPCI总线工控机技术目前已经发展成熟，开始进入广泛应用阶段。学会专家们还对国内自主研制的国产化CPCI总线工控机取得的成熟给予了充分肯定，制定了“十五”期间国内CPCI工控机的发展战略，并协议了个各委员单位的工作，为CPCI总线工控机在2002年的进一步发展奠定了基础。CPCI总线工控机之所以被业务所青睐，是因为其既具有PCI总线的高性能又具有欧洲卡结构的高可靠性，是符合国际标准的真正工业型计算机，适合在可靠性要求较高的工业、和军事设备上应用。CPCI总线工控机定义了两种板卡尺寸，3U（100mm×160mm）和6U（233mm×160mm），主要具有以下特点：·标准欧洲卡尺寸，符合IEEE1101.1结构标准；·气密性、高密度2mm针-孔连接器，符合IEC-1076国际标准；·板卡垂直地面安装，利于散热降温；·板卡正向安装，反向拔出，四面固定；·良好的抗振动和冲击特性；·金属前面板，便于安装、固定和指示；·现场紧定螺丝I/O信号由板后通过针-孔连接器引出，弹性连接，抗腐蚀、抗振动性能好；·标准金属机箱（铝），EMC、ESD性能好，抗干扰能力强；·支持热插拔和热切换（HotSawp）；·多处理器和多操作系统支持；·无源母板，标准插槽，可扩展性和伸缩性能好；·支持混合总线系统。CPCI总线是一个开放式、国际依照计划目标性技术标准，由PCI总线工业计算机制造商纺织PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturesr Group）负责制定和支持。PICMG现有成员企业650个，其中主要包括PICMG China、Lucent Technologies、Motorola Computer Group、National Instruments、PEP Modular Computers GmbH、Performance Technologies、Radisys Corpration、Siemens AG、Microsoft Corporation、Force Computers、DY4 Systems、Hewlett-pack-ard、IBM、International Test Technologies、SBS Embedded Computers、Ziatech、Compaq Computer Corporation等。国际上研制工控机及其相关设备的著名企业或公司几乎都是PICMG的成员单位，具有广泛的代表性。1 CPCI总线工控机与VME总线工控机的共存几年前，业界普遍认为，随着CPCI总线工控机技术的发展与应用，势必影响或危及传统VME总线工控机的生存。因此有人断言，VME总线工控机即将消亡。经过几年的发展研究人员结合二者的优点制造出了高强度的透明树脂。VME总线工控机经过不断地改革，也在寻求发展，在一定时期内，CPCI总线工控机和VME总线工控机还要共存，共同发展。但是被业界广泛接受的新技术终究要代替旧的传统技术，至于什么时候代替，只是个时间问题控制系统：。现将CPCI总线与VME总线技术作个简单的比较。从时间上来看，VME总线工控机诞生于1981年。20年来，在高性能的实时应用领域一直处于主导地位。然而，昔日先进的总线架构，今天已经发展到尽头，失去了发展的空间。为了生存，从VME32，改进到VME64、VME64x，直到VME320，但市场接受状况并不理想色织布。对比之下，问世于1995年11月的CPCI总线工控机，源于现在和将来十几年内流行于桌面机的Wintel架构和PCI总线标准，是未来气动套筒工控机发展的主流总线，是现代先进技术的代表之一。从CPU核心技术来看，VME总线工控机基于的是68K系列处理器，从68000到发68060，68060已经是68K发展的生命终点。Motorola从68K转向了PowerPC，但PowerPC难遂人愿。所以Motorola公司及时调整了技术路线，兼并了美国Pro-log公司，成立了Motorola Computer Group，致力于高可用性（High Availability）CPCI总线工控机的研制。从软件来看，VME总线工控机因为没有统一的软件标准，所以其软件研制环境是特定的，并依赖于硬件。软件研制一直是VME总线工控机的最大弊端，为此客户须付出高昂的费用和漫长的研制周期。由于CPCI总线是与PCI总线兼容的开放式架构，可以利于PC技术的软件资源，产品研制周期短、成本低。从总线速度上看，32位33MHz的CPCI总线最大传输速度为每秒132兆字节，64位33MHz的为每秒264兆字节，64位66MHz时的峰值速度可达每秒528兆字节；而32位的VME总线最大理论带宽为4