O 引言
目前,CPCI技術(shù)已廣泛且成功地應(yīng)用到了許多行業(yè),,相關(guān)的產(chǎn)品大量涌現(xiàn),到目前為止,,無論是生產(chǎn)廠家的數(shù)量,、產(chǎn)品的種類和數(shù)量,還是系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)量都得到了大幅度增長,,越來越多的項目轉(zhuǎn)向CPCI解決方案,。
基于以上考慮,我們選用 CPCI總線技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品作為加固計算機的開發(fā)平臺,。
1 關(guān)于CPCI
1.1 CPCI的含義
CPCI的全稱為Compact PCI(Compact Peripheral Component Interconnect),,中文又稱緊湊型PCI,是國際工業(yè)計算機制造者聯(lián)合會(PCI Industrial Computer Manufecmrers Group,,簡稱PICMG)于1994提出來的一種總線接口標(biāo)準,。是以PCI電氣規(guī)范為標(biāo)準的高性能工業(yè)用總線。CPCI的CPU及外設(shè)同標(biāo)準PCI是相同的,,并且CPCI系統(tǒng)使用與傳統(tǒng)PCI系統(tǒng)相同的芯片,、防火墻和相關(guān)軟件。從根本上說,它們是一致的,,因此操作系統(tǒng),、驅(qū)動和應(yīng)用程序都感覺不到兩者的區(qū)別,將一個標(biāo)準PCI插卡轉(zhuǎn)化成CPCI插卡幾乎不需重新設(shè)計,,只要物理上重新分配一下即可,。
換言之,CPCI總線=PCI總線的電氣規(guī)范+標(biāo)準針孔連接器(IEC-1076-4-101)+歐洲卡規(guī)范(IEC297/IEEE 1011.1),。
1.2 CPCI的特點
1.2.1 開放的總線技術(shù)
CPCI技術(shù)架構(gòu)在一個更加開放,、標(biāo)準的平臺上,有利于各類系統(tǒng)集成商,、設(shè)備供應(yīng)商提供更加便捷快速的增值服務(wù),,為用戶提供更高性價比的產(chǎn)品和解決方案。
1.2.2 可靠的歐洲卡結(jié)構(gòu)
CPCI拋棄PCI的傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu),,改用經(jīng)過20年實踐檢驗了的高可靠歐洲卡結(jié)構(gòu),,改善了散熱條件,提高了抗振動沖擊能力,,符合電磁兼容性要求,。
1.2.3 靈活的連接方式
CPCI拋棄了IPC的金手指式互連方式,改用歐式連接器(即2 mm密度的針孔連接器),,具有氣密性,、防腐性、可靠性,、高負載能力,,為現(xiàn)代系列設(shè)計提供了無可比擬的性能和靈活性。
1.2.4 高效的熱插拔技術(shù)
CPCI技術(shù)中最突出,、最具吸引力的特點是熱插拔(Hot Swap),。簡言之,就是在運行系統(tǒng)沒有斷電的條件下,,拔出或插入功能模板,,而不破壞系統(tǒng)的正常工作的一種技術(shù)。它的實現(xiàn)是:在結(jié)構(gòu)上采用三種不同長度的引腳插針,,使得模板插入或拔出時,,電源和接地、PCI總線信號,、熱插拔啟動信號按序進行,。
1.3 關(guān)于CPCI市場
CPCI產(chǎn)品在國內(nèi)發(fā)展很快,有自主產(chǎn)品的廠家已經(jīng)發(fā)展到數(shù)十家,,其中凌華科技為工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)提供了從CPU主板,、機箱,、電源到I/O的全系列完整解決方案。此外,,還有研華,、致茂科技、北京康拓科技集團,、七—六所,、七0七所、電子部上海32所等廠商,,都可以研制和生產(chǎn)具有核心技術(shù)的系統(tǒng)平臺產(chǎn)品,。
2 CPCI在加固計算機中的應(yīng)用實例
下面是我們?yōu)槟钞a(chǎn)品研制的以CPCI板卡為主構(gòu)成的加固計算機。
2.1 系統(tǒng)框圈
用CPCI板卡設(shè)計的計算機系統(tǒng)框圖見圖1,。
2.2 主板CPCI-3915特性
2.2.1 處理器系統(tǒng)
最高速度:2.0 GHs;
二級緩沖:1MB/2MB;
2.2.2 內(nèi)存
規(guī)格:單條n0n-ECC DDR2 400/533 SODLMM;
最大容量:2 GB,。
2.2.3 I/O接口
串口:2個(RS-232);(COM1和COM2)(DB-9)
USB口:3個(USB2.O);前面板兩個,背板1個,。
PS/2口:1個;
Serial ATA口:1個;
IDE口:1個;
網(wǎng)口:2個:
VGA口:1個,。顯示分辨率:2048×1536(CRT)。
2.2.4 顯示
Intel915ME芯片組集成顯卡,。
前面板上模擬CRT端口,,最高支持2048×1 536分辨率;
后板上DVI-1端口,帶模擬和數(shù)字信號;
背板模塊上1×18bps LVDS端口,。
2.3 串口擴展板MIC-3612特性
可擴展出4個通訊口RS-232/RS-422/RS-485;
標(biāo)準3U/6U尺寸;
和PCI 2.1兼容;
速度可達921.6 K
由PCI即插即用自動分配地址;
支持Windows 98/Windows 2000/Windows NT/WindowsXP操作系統(tǒng),。
浪涌保護(25OOVDC)。
2.4 背板CBP-3206-3612特性
標(biāo)準3U高度
32-bit/33MH
可選擇后走線,。
2.5 關(guān)于框圖的說明
2.5.1 板卡的安裝
由框圖可見,,該系統(tǒng)主要由主板CPCI-3915(由凌華公司生產(chǎn))、串口擴展板MIC-3612(由研華公司生產(chǎn)),、背板CBP-3206(由凌華公司生產(chǎn))及其它外部設(shè)備構(gòu)成,。
三個CPCI板卡被安裝在一個經(jīng)精心設(shè)計的3U機箱上,背板CBP-3206在機箱的后方,,它有六個總線插座,和這六個總線插座相垂直,,機箱有六個插槽,,主板CPCI-3915和串口擴展板MIC-3612占據(jù)其中的兩個插槽,其它的四個插槽則預(yù)留給用戶開發(fā),。
主板和串口擴展板插入機箱后用螺釘擰緊,,這樣,三塊板卡的總線緊密接觸,,完全吻合,,三個板卡被牢牢地固定在機箱上,,且頂端和底部均有導(dǎo)軌支持。前面板緊固裝置將前面板與周圍的機架安全地固定在一起,??ㄅc槽的連接部分通過針孔連接器緊密地連接。由于卡的四面均將其牢牢地固定在其位置上,,因此即使在劇烈的沖擊和震動場合,,也能保證持久連接而不會接觸不良。
這正是CPCI技術(shù)的長處,,以往的板卡安裝沒有可靠而安全的技術(shù)支持,,插在其中的板卡只能固定于一點(如PCI技術(shù)中的金手指連接)??ǖ捻敹撕偷撞恳矝]有導(dǎo)軌支持,,因此卡與槽的連接處、插頭與插座的連接處都容易在震動中接觸不良,,造成不良后果,。
2.5.2 操作系統(tǒng)的安裝和系統(tǒng)的快速恢復(fù)
出于加固的考慮,框圖中采用80G寬溫抗震硬盤和4G寬溫電子盤,。
操作系統(tǒng)是加固計算機的核心所在,,要確實保證它的安全,當(dāng)不可抗拒的原因使計算機的操作系統(tǒng)發(fā)生崩潰時,,要用最有效的方法在最短的時間內(nèi)恢復(fù),。
出于上述考慮,在兩個盤中都分別安裝了Windows 2000操作系統(tǒng),,當(dāng)其中的一個發(fā)生故障時,,可以快速地切換到另一個。
另外,,做了對操作系統(tǒng)的備份,,當(dāng)系統(tǒng)崩潰時,可通過簡單的操作,,迅速地將系統(tǒng)恢復(fù),,這些操作均不用打開機蓋,只需用鼠標(biāo)和鍵盤操作就可以了,。
2.5.3 顯示器
框圖中的顯示器采用15英寸平板液晶顯示器,,它由散件顯示屏、控制板,、逆變器整合加固而成,,在顯示屏的前面,安裝兼有加熱和屏蔽功能的玻璃,,箱體內(nèi)的除霧電路可對其加熱除霧,。
2.5.4 技術(shù)指標(biāo)
框圖所示加固計算機的技術(shù)指標(biāo)見表1,。
3 結(jié)論
CPCI技術(shù)在加固計算機中的應(yīng)用過程告訴我們,只有緊跟科技發(fā)展的新潮流,,才不會落伍,,才能對國家、對人民做出我們應(yīng)有的貢獻,。