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中国CPCI_PXI技术发展与应用

中国CPCI_PXI技术发展与应用

中国CPCI_PXI技术发展与应用

收稿日期:2003-11-24

作者简介:刘鑫(1963—

),男,硕士,研究员,国际C om pactPCI 总线工控机协会中国分会(PIC MG /PRC )会长、中国计算机行业协会副会长,硕士生导师,从事工业控制计算机及其系统技术的研究和产品研制工作。

文章编号:1000-8829(2004)06-0004-04

中国C ompactPCI/PXI 技术发展与应用

Development and Applications of Compact PCI and PXI Technologie s in China

(中国计算机行业协会PIC MG /PRC ,北京 100080) 刘

 鑫

摘要:C om pactPCI 和PXI 技术具有高速、高性能、高可靠、高可

用、标准化、模块化、开放性等特点,被广泛应用于工业自动化、测量自动化、信息产业领域,并正在迅速向其他领域扩展,同时其自身也处在不断地完善和发展过程中。

关键词:C om pactPCI ;PXI ;热插拔;高可用性;虚拟仪器;PIC MG 2.

16;AdvancedT C A

中图分类号:TP393文献标识码:A

Abstract :C om pactPCI and PXI technologies have a lot of characteris 2tics ,such as high speed ,high per formance ,high reliability ,high avail 2ability ,standardization ,m odularization ,and open.They are popularized in industrial automation ,measurement automation ,in formation technology industry ,and are expanding to other areas.C om pactPCI and PXI tech 2nologies are in im provement and in progress continuously.

K ey w ords :C om pactPCI ;PXI ;hots wap ;high availability ;virtual instru 2

ments ;PIC MG 2.16;AdvancedT C A

  从1998年中国计算机行业协会工业计算机专委会(即

PIC MG /PRC )成立并将C om pactPCI/PXI 总线技术引入到国内以来,短短的5年时间,中国C om pactPCI/PXI 技术取得了令人瞩目的成绩,研制和推广应用单位发展到数十家,应用普及程度不断提高,应用面不断扩大。作为一种能够满足不同行业需要的高性能、高可靠、高可用以及经济型工业计算机技术,C om pactPCI/PXI 正在越来越广泛地被电信、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、测试和测量自动化、网络互连、航空航天以及军工和国防等领域所关注和采用,成为了我国电子信息产业发展的新亮点。

1 C om pactPCI 总线技术走向成熟和完善

1.1 C om pactPCI 总线核心技术

为了满足日益提高的处理器速度对海量数据的快速传输和

快速处理的要求,1992年,Intel 公司定义了PCI 总线作为局部总线,直接用于互连CPU 与外围设备,如与显示控制器、网络控制器、内存控制器等互连。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 S pecifi 2

cation R2.1、R2.2以及最新版本R2.3,PCI 总线也由芯片级互连

总线发展成了板级互连总线。PCI 总线的32位/33MH z 标准具有132M B/s 数据传输速度,其64位/66MH z 的标准可以达到

528M B/s ,所以,相对于IS A 或VME 总线每秒几M B 或几十M B

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(PIC MG ),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、交通设备以及军事系统等)研制通用技术标准。现在PIC MG 在全球有3个分会,即PIC MG PRC 、PIC MG Europe 和PIC MG

Japan 。

1997年8月,PIC MG 发布了第1个C om pactPCI 技术标准PIC MG 2.0R1.0。1997年9月发布了PIC MG 2.0R2.1。1999年10月发布了PIC MG 2.0R3.0。PIC MG 2.0R3.0是C om pactPCI 总

线的核心标准,也是C om pactPCI 技术的精髓。它由3项领先技术综合而成:

①PCI 局部总线的电气特性(PCISIG,PCI local bus specifica 2

tion )。

②工业级欧洲卡封装结构和规格(IEC 60297-3and -4,

Eurocard specification ;IEEE 1101.11,IEEE standard for additional mechanical specifications for microcom puters using IEEE 1101.1equip 2ment practice )。

③IEC 2mm 坚固的米制针孔连接器(IEC -61076-4-101,specification for 2mm connector systems )。

PIC MG 2.0R3.0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连关系;定义了背板、模板和前后

面板的结构和尺寸;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。

规范还为33和66MH z 工作频率的Clock 信号分布,定义了严格的设计规则。规范还定义了系统管理总线,并为背板上每个插槽定义了惟一对应的物理地址。C om pactPCI 系统由金属外壳和前、后面板组成的整体导电以及ES D 电路设计,使得C om pactPCI 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。

1.2 C om pactPCI 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)还需要热插拔功能和容错设计。

C om pactPCI (以下简称CPCI )技术规范使得流行的PCI 总线

4・《测控技术》2004年第23卷第6期