CompactPCI总线工控机技术的现状与
近年来,cpci总线工业计算机受到业界的青睐。主要原因是它具有pci总线的高性能和欧洲卡结构的高可靠性。它是一台符合国际标准的真正的工业计算机,适用于可靠性要求高的工业和军事设备。Cpci总线工控机定义了3u(100mm×160mm)和6u(233mm×160mm)两种板卡尺寸,主要有以下特点:
标准欧洲卡尺寸,符合ieee1101.1结构标准;
气密、高密度2mm针孔连接器,符合iec-1076国际标准;
电路板垂直安装在地面上,有利于散热和降温;
板沿向前方向安装,沿相反方向拉出,并固定在四面;
良好的抗振动性和抗冲击性;
金属前面板便于安装、固定和指示;
现场i/o信号通过销孔连接器从板的背面引出,销孔连接器弹性连接,具有良好的耐腐蚀性和抗振性;
标准金属外壳(铝制),具有良好的电磁兼容性和抗静电性能,抗干扰能力强;
支持热插拔和热插拔;
多处理器和多操作系统支持;
无源主板,标准插槽,良好的可扩展性和可扩展性;
支持混合总线系统。

Cpci总线是一个开放的国际技术标准,由pci总线的工业计算机制造商组织PICMG (pci工业计算机制造商集团)制定和支持。Picmg拥有650家成员企业。包括picmgchina、lucenttechnologies、motorolacomputergroup、nationalinstruments、pepmodularcomputersgmbh、performancetechnologies、radisyscorporation、Siemensag、microsoftcorporation、forcecomputers、dy4systems、Hewlett-Pack-ARD、ibm、internationaltesttechnologies、sbsembeddedcomputers、ziatech、compaqcomputercorporation等。世界上几乎所有开发工业计算机及相关设备的著名企业或公司都是具有广泛代表性的picmg成员。

1cpci总线工业计算机与vme总线工业计算机共存
几年前,业界普遍认为,随着cpci总线工业计算机技术的发展和应用,它将不可避免地影响或危及传统vme总线工业计算机的生存。因此,有人断言vme总线工业计算机即将消亡。经过几年的发展。经过不断的改革,vme总线工业计算机也在寻求发展。在一定时期内,cpci总线工业计算机和vme总线工业计算机将会共存和共同发展。然而,被业界广泛接受的新技术终究会取代旧的传统技术,何时取代它只是时间问题。现在我们将对cpci总线和vme总线技术做一个简单的比较。

就时间而言,vme总线工业计算机诞生于1981年。在过去的20年里,它在高性能实时应用领域一直处于主导地位。然而,过去先进的公共汽车结构今天已经走到了尽头,它失去了空.为了生存,vme32已经改进为vme64、vme64x和vme320,但是市场接受度并不理想。
相比之下,1995年11月问世的cpci总线工业计算机,则起源于现在和未来十年在台式计算机中流行的wintel体系结构和pci总线标准。它是未来工业计算机发展的主流总线,是现代先进技术的代表之一。

从cpu核心技术的角度来看,vme总线工业计算机是基于68k系列处理器的。从68000到68060,68060是68k发展的终结。摩托罗拉已经从68k变成了powerpc,但是powerpc很难实现。为此,摩托罗拉及时调整了技术路线,与美国pro-log公司合并,成立了摩托罗拉计算机集团,致力于高可用性(cpci)总线工业计算机的开发。
从软件的角度来看,由于vme总线工业计算机没有统一的软件标准,其软件开发环境是特定的,依赖于硬件。软件开发一直是vme总线工业计算机的最大缺点,客户为此要付出高昂的成本和漫长的开发周期。由于cpci总线是一种与pci总线兼容的开放式体系结构,因此它可以充分利用pc技术的软件资源,并且产品开发周期短、成本低。
就总线速度而言,32位33mhz cpci总线的最大传输速度为每秒132兆字节,64位33mhz为每秒264兆字节,64位66mhz时的峰值速度可达每秒528兆字节。然而,32位vme总线的最大理论带宽为40兆字节,实际传输速度只能达到每秒15兆字节左右。
cpci总线工控机可以自动识别板卡,自动配置系统资源,易于实现即插即用;但是vme总线工业计算机目前还做不到。
cpci与vme一样,具有丰富的i/o子板,如pmc和industrypack,可通过载板轻松插入系统使用。
vxi总线(vmeextensionforinstrumentation)是基于vme的仪器仪表扩展总线。PCI extensionforinstrumentation(PXI总线)是一种基于cpci的仪器扩展总线。
cpci/pxi总线是开放架构,vme/vxi是封闭架构。封闭式建筑不再被市场接受,这是业界的共识。从封闭走向开放也是历史的必然。

2cpci总线工业计算机主要产品状况
世界上许多大型vme总线工业计算机制造商,如摩托罗拉和forcecomputers,都在大力投资开发cpci总线工业计算机。摩托罗拉与std总线工业计算机的主要制造商pro-log合并,成立了motorolacomputergroup,主要从事高可用性CPCI工业计算机的开发,同时继续支持vme和std总线工业计算机。Mcg最新的基于piii处理器的cpci总线单板计算机是cpn5368和cpn5365,主要用于ip电话和电信;用于工业、军事和航空航天设备的Cpci总线工业计算机平台是cpn5350,pii-266/333mhz。英特尔合并了原std32总线工业计算机最大制造商ziatech和vme总线工业计算机制造商dialogic,主要从事cpci总线工业计算机的研究和应用。2001年5月18日,ziatech推出了基于piii-500mhz的zt5531总线工控机和基于piii-850mhz的zt5521cpci总线,主要面向电信和互联网市场。Cpci总线工业计算机cpci-735/736由forcecomputers于2001年4月30日发布,带piii-700mhz cpu。2001年5月21日,radisys还推出了基于英特尔815e芯片组的cpci工业计算机epc-3325,支持piii-600/866mhz。2002年初,康强嵌入式计算机在北京设立了办事处,并将基于英特尔处理器的高性能cpci产品引入中国市场。日本的cpci总线工业计算机技术相对落后,adtek的cpci产品只能达到75-233mhz。英国cpci总线工业计算机技术也在迅速发展,其中bvm的cpci产品主要采用amdk6系列、Pentium系列和cyrixmii系列处理器,速度达到500mhz。总之,经过短短五六年的时间,cpci总线工业计算机的制造商已经发展到数百家,产品已经系列化,市场发展迅速。摩托罗拉和forcecomputers都是通过代理进入国内市场的,发展势头看好。
台湾cpci总线工业计算机技术比较先进,代表公司有研华、凌华、大众、潘一、李端等。这些产品已经开始进入大陆市场。然而,有必要进一步提高产品、价格和服务的系统性和匹配性,估计近年来将快速发展。北京康拓公司是mainland China第一家自主开发生产cpci总线工业计算机的厂家,有自己的创新点。在标准的cpci总线系统中,at96(ieee996)总线被无缝嵌入,保证了系统的高性能和高可靠性,同时大大降低了成本和开发难度,更有利于推广应用。cpu板的范围为80186-16mhz、80386-80mhz、5x86-133mhz、piii-600mhz,甚至超低功耗片上系统Crusoe TM 5400-600mhz。完整类型的支持i/o模板、配置软件、金属机箱和1+1冗余模块化工业电源提供了一站式解决方案。

cpci总线工业计算机的应用[/br/Vxi于1990年被第二代iais采用。altatechnology采用cpci/vme混合系统为部署在美国西南部的导弹试验基地开发测量和控制设备。设备从各种电子对抗设备收集数据,并在处理后确定目标(如雷达)。
美国海军正在将部署在“中国湖”和“葡萄牙马古”的qf4战斗机上的vme总线工业计算机升级到cpci总线工业计算机系统,以增强电子对抗能力。
埃克斯卡利伯系统公司。cpci工业计算机系统用于军用运输机c-17。
在欧洲和美洲,cpci工业计算机取代了vme工业计算机,并逐渐应用于空国防、海防和陆地军事武器以及航空航天地面测控设备,如sbstechnologies的cr6cpci工业计算机系统。
在中国,Xi 空军事工程大学利用北京康拓公司生产的apci5094(5x86-133mhz)cpci总线工业计算机系统成功研制了进口战斗机地面测试设备,并通过了空.总装备部的测试中国核电研究院设计院利用康拓公司cpci产品,开发了“九五”重点项目核电厂数字化反应堆保护系统样机,并通过了中国核工业集团公司组织的鉴定。核电厂反应堆保护系统是核电厂的重要安全系统,具有很高的可靠性要求。这是国产工业计算机和国产设备的首次应用?quot。在核防护装置方面,推动了核电厂防护设备的国产化进程和相关领域的技术进步。浙江绍兴精工集团成功开发了国内先进的北京康拓公司生产的cpci工业控制系统喷气纺织机。国产cpci总线工控机也已在国内航天领域成功应用于神通一号卫星动量轮地面测试系统、风云二号气象卫星旋转线系统地面测试设备和东方红四号通信卫星推进系统地面测试设备。在此之前,由于国内没有高性能的工业计算机可用,中国的卫星地面测试设备基本上被进口设备所垄断,如vme总线和vxi总线测试设备,其价格不算太贵,国防信息安全得不到保障。国内cpci总线工控机在海军、电力、铁路、公路隧道等领域拥有数十个用户。该产品已被市场认可,并在继续发展。
综上所述,compactpci总线技术在军事通信领域成功应用后,近年来在工业自动化总线型工业计算机领域取得了突破性进展。
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