一種開放的工業計算機標準--compactpci
compactpci這種開放的工業計算機標準是由picmg制定出來的。它是當今第乙個採用無源匯流排底版結構的pci系統。區域性匯流排及其特點
pci區域性匯流排由美國intel公司首先提出。2023年intel公司聯合世界上多家公司成立了pcisig。pci sig致力於促進pci區域性匯流排工業標準的建立和發展。
2023年，pci sig發布pci區域性匯流排規範1.0。經過修改後，2023年發布了pci區域性匯流排規範2.
0，2023年又發布了修改版2.1，並於2023年6月1日開始生效。pci區域性匯流排是微型機上的處理器/儲存器與外圍控制部件、外圍附加卡之間的互連機構，它規定了互連機構的協議、電氣、機械以及配置空間規範。
在電氣方面還專門定義了5v和3.3v的訊號環境。特別是pci區域性匯流排規範的2.
1版定義了64位匯流排擴充套件和66mhz匯流排時鐘的技術規範。
pci區域性匯流排規範是當今微型機行業事實上的標準，也是業界微型機系統及產品普遍遵循的工業標準之一。pci區域性匯流排不僅滿足高、中、低檔台式電腦的應用需要，而且適應於從移動計算到伺服器整個領域的需要。pci區域性匯流排的主要特點是：
pci區域性匯流排是具有位址、資料多路復用的高效能32位或64位同步匯流排。因此，匯流排引腳數目少，對於匯流排目標裝置只有47根訊號線，對主裝置最多只有49根訊號線。
pci區域性匯流排的誕生是隨著技術的發展和應用的需要而出現的。現代作業系統，象windows、os/2，對圖形應用是極為敏感，極為普遍的。傳統的pc i/o結構已經成為制約處理器和**顯示裝置間的瓶頸，其他高效能的外圍裝置，如lan、scsi、多**等等，也都需要高效能和高頻寬。
pci區域性匯流排在33mhz匯流排時鐘、32位資料通路時可達到峰值132mb/s的頻寬，在33mhz主頻、64位資料通路時，可達到峰值264mb/s的頻寬。在66mhz主頻時，對於32位資料通路和64位資料通路頻寬的峰值，可分別達到264mb/s或528mb/s。
pci區域性匯流排的設計是獨立於處理器的。雖然它是由intel公司提出的，但卻並不僅侷限於intel系列的處理器，當今流行的其他處理器系列，如alpha axp系列、powerpc系列、sparc系列以及未來處理器結構的下一代處理器都可以使用pci區域性匯流排。
pci區域性匯流排的全多主能力允許pci匯流排的主裝置能對等地訪問匯流排上的任何主裝置或目標裝置。pci的配置空間規範能保證全系統的自動配置，這極大地增加了系統的易用性。pci的向前和向後的相容性又使得現存的各種產品能平滑地向新標準過渡，保護了使用者的利益。
2.工業計算機的基本要求
當今的工業計算機像台式電腦pc機一樣，同樣需要高速度和高效能，尤其是對於在視覺化圖形操作介面、複雜的控制演算法以及苛刻的時限要求等場合使用的工業計算機更是如此。此外，在若干辦公環境下，對於工業計算機還要有普通辦公裝置所不及的特殊要求，主要是：
·堅固----工業計算機往往要工作在熱、冷、髒、差的環境，還要能承受一定的衝擊或振動，因此，對通風、散熱、堅固性的要求較高。
·可靠----mtbf要高。它涉及到電氣部件、機械部件、聯結器以及配套的外圍裝置的可靠性。·模組化----工業計算機除了要有普通台式計算機一樣的通用配置外，望瓦工內還有多種不同用途的i/o，如模擬/數字轉換器、plc、**藉口或其他各種各樣的專用i/o。
並且，不同的應用物件要求也各異，這就勢必要用模組化解決。
·標準化----成功的計算機設計大都不是一家能做好的，只有基於標準平台和工業標準才能從多個售主獲得好產品。
·前面板i/o----為了使用方便，工業計算機往往需要從前面連線i/o，前面板也兼有某些狀態指示、插卡拔取和鎖緊功能。3.什麼是compactpci
compactpci是compact peripheral component interconnect的英文縮寫，意思是「堅實的pci」。簡單地說，compactpci是pci匯流排的電氣和軟體標準加歐式卡的工業組裝標準，它是當今最新的一種工業計算機標準。
2023年以來，由於pci匯流排在開放性、高效能、低成本、通用作業系統等方面的優勢，使其得到迅速的普及和發展。這一衝擊波大大地激發了通訊市場和工業領域的製造商及堅實、模組化、更易用、生命週期更長的嵌入式計算機產品，滿足本領域的需要。
2023年，美國的一些工業計算機製造商建立了pci工業計算機製造協會（pci industrialcomputer manufacturers group），簡稱picmg。作為乙個非牟利的行業組織，picmg主要致力於擴充套件pci標準到工業系統；管理和維護相關的pci規範；促進建立相關的pci規範成為工業範圍的標準。picmg的成員是自願參加的，按繳納會費的多少分執行成員、聯絡員、和會員**。
picmg的長遠享有不同的權利，現有成員的總數在370個以上。2023年picmg出版了compactpci規範1.0，2023年又出版了compactpci規範2.
0。這些規範是compactpci的核心規範，必須付費購買。
設計compactpci的出發點在於，迅速利用pci的優點，提供滿足工業環境應用要求的高效能的核心系統，而同時還能充分利用傳統的匯流排產品，如isa、std、vme或pc104來擴充系統的i/o和其他功能。
因此，compactpci不是重新設計pci規範，而是改造現行的pci規範，使其成為無源底版匯流排式的系統結構。例如，原pci規範最多只能接納4塊附加的插卡，這對工業應用往往是不夠的。compactpci的基本系統就設計成了8塊卡。
compactpci依附於pci平台，在晶元、軟體和開發工具方面可以得到大批量生產製造的pc機資源，有利於自身成本的降低。
經過vme匯流排產品的廣泛使用，證明歐式卡組裝技術是十分可靠和成熟的機械結構技術，特別適合各種嵌入式應用。其主要優點是：
· 標準化組裝技術可從多個供貨商得到，有利於降低開發投資。·板卡垂直於地平行插入機箱，利於通風冷卻。·每個插卡都能用螺釘鎖緊，有利於抗衝擊和振動。·插入式的電源模組便於維修。
·容易安裝到標準機架和工廠的其他裝置中。系統介紹（見picmg發布的標準文件）系統的擴充套件
基本的compactpci系統只也許有8個插槽，乙個槽插系統卡，7個槽插外圍介面卡卡。picmg的初衷是利用pci貧農櫃檯迅速提供高效能工業機的核心系統，這對於使用超大規模積體電路的今天，8塊插卡的系統已經是可觀的規模了，但是大多數嵌入式實時應用系統還是要求有多餘8個槽的擴充套件系統。對於插卡式結構的系統，匯流排底版上的插槽數取決於所使用的驅動器技術。
vme匯流排使用高電流驅動能力，而compactpci使用cmos（反射波）技術，只能支援8個槽。為了增加更多的插槽，可以使用pci到pci橋電路晶元擴充套件第2個pci匯流排段，在第2個pci匯流排段上還可以插入附加的介面卡卡。具體實現方法可以多樣。
例如，在第1個pci匯流排段的6u卡上安裝橋電路晶元，利用附加聯結器j4、j5把匯流排訊號對映到規定的引腳上即可把匯流排訊號擴充套件出去。pci到pci的橋電路晶元可以看成是「超級緩衝器」，儘管它的整合度很高，內部功能也很複雜。用橋電路擴充套件pci匯流排段的方法在制定規範時進行過全面**測試，結果表明這種擴充套件帶
來的損失並不大，一般每次匯流排交易只增加乙個時鐘週期（30～33ns）。使用橋電路擴充套件pci匯流排段的方法允許建立很大的系統，實際使用時按需要決定。pci到pci橋電路晶元在市場上已有多家公司**。
利用橋電路晶元也可將compactpci與別的匯流排組成混合系統。例如，在一塊6u的系統卡上，使用pcivme的橋電路相片（newbridge公司**）將vme-64的訊號對映到compactpci的j4、j5聯結器上，就可以建立compactpci/vme的混合系統。force公司已宣布了這種系統。
pci的基本傳送方式是突發傳送，傳送速度很高。用compactpci訪問普通低速i/o，如並行、a/d轉換器等並未有效利用系統的效能。假如完成一次8位或16位的寫週期，pci可能要用100ns，但這仍比低速i/o的訪問速度快很多。
而若使用pci到isa的橋電路晶元就能實現這種轉換，並且有效地解決了今天市場上廣為流行的普通i/o的繼續使用問題。
在工業實時應用方面，通訊系統中i/o模組數量大，線纜多，如何方便有效地解決i/o模組的擴充套件問題，picmg的成員通過實踐急做出了回答。在最新規範中定義的匯流排底板上和介面卡卡上的3個附加聯結器（j3/p3，j4/p4，j5/p5）總的引腳數達到315個，通過這些引腳可以容易地i/o模組的擴充套件。最新修改的ieee1101.
11機械規範草案發布時將會有詳細的規定。擴充套件使用者i/o模組的另一種最常用的方法就是所謂「樓中樓（mezzanine）」模組。這種「樓中樓」模組又叫子塊，現已發展了2個系列的子塊標準，乙個是工業pack，乙個是pmc。
工業pack子塊的尺寸是45.7mm×99mm（1.8＂×3.
9＂），它自身帶有2個聯結器，乙個是pci匯流排介面，乙個是50腳的使用者介面。子卡插在「載卡」上，「載卡」就是compactpci介面卡卡，然後用尼龍螺釘固定住。3u的載卡上可安裝2塊子卡，6u的介面卡上可安裝4塊子卡。
pmc模組是由vme製造商開發的，尺寸稍大些，6u卡上可安裝2塊。
另外，為了利用最新的技術成果，usb和ieee1394也可作為compactpci的擴充套件手段。usb（通用序列匯流排）標準能提高12mb/s的匯流排頻寬，常用的滑鼠、鍵盤、顯示器、揚聲器、掃瞄器、遊戲操縱桿、印表機等均可通過電纜連線到系統，並得到windwos和nt的支援。若要達到能處理非壓縮活動**資訊的要求，ieee1394不失為一種好選擇，它能提供100～400mb/s的頻寬，滿足mpeg-2、**磁碟或svga高質量**處理的要求。
6.結束語
compactpci是一種新的開放的工業計算機標準，它是pci匯流排技術和成熟的歐式卡組裝技術的結合。採用compactpci既能即時吸取pc機最新矽技術的成果，又具有滿足通訊和工業實時應用所必要的堅固、可靠、模組化、易使用、易維護的優點。picmg致力於compactpci標準的開發和發展，必將為未來的工業計算機應用提供效能**比更好的解決方案。
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