工业控制计算机的发展现状与应用（转）2-专业自动化论坛-中国工控网论坛

工业控制计算机的发展现状与应用（转）2 点击：7098 | 回复：10

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发表于：2003-09-08 18:25:00

楼主

（3）CompactPCI总线工控机仍然是工控机中的贵族产品为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会（PICMIG）颁布了CompactPCI规范1.0版，以后相继推出了PCI-PCI Bridge规范、Computer Telephony TDM规范和User-defined I/O pin assignment规范。简言之，CompactPCI（以后简称CPCI）总线 = PCI总线的电气规范 + 标准针孔连接器（IEC-1076-4-101） + 欧洲卡规范（IEC297/IEEE 1011.1）。基于Wintel 架构的CPCI总线工控机，是为高可靠性应用而设计的，其低价位（相对VME总线）、高可靠、热插拔、热切换、多处理器能力等特点在设计之初就引起了可靠性要求较高的电信和工业自动化工业领域的普遍关注。在电信和工业自动化领域，PCI/ISA工控机由于可靠性低和可维护性差等原因，应用的数量很小，市场急需满足应用要求的新产品问世。由于CPCI总线工控机良好地解决了可靠性和可维护性问题，加上工控机设计者一般都掌握基于PC的嵌入式软硬件设计技术，而且基于Microsoft的软件和开发工具的价位比较低，所以，CPCI工控机得以迅速打入嵌入式产品市场。但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，CPCI工控机在工业过程控制领域并未得到实际应用。相反，电信（Telecommunication和Computer Telephony）行业要求制造商提供开放式架构和快速投放市场产品，而产品快速投放市场的能力主要取决于软件而不是硬件。在这方面，由于CPCI工控机采用PC技术，具有丰富而廉价的软件资源，其操作系统WINDOWS NT又是IP AIN的理想开发平台，加上热插拔和热切换能力，恰好与电信要求相一致，因此被广泛应用。由于CPCI总线工控机只有象Motorola、Sun Microsystems、Force Computers和Ziatech这样的大公司支持，而且，不同公司的无源背板定义并不完全统一导致不能互操作，其规模和产品竞争能力也受到限制，价位还偏高，其市场占有率还不大，目前仍然处于贵族产品阶段，需要进一步进行大众化开发。 CPCI技术将进一步融合USB和1394技术，并通过PCI-USB和PCI-1394的bridge进行转换。Intel和Microsoft公司认为：通过插卡的方式增强PC功能的时代就要结束了。未来的PC机将从并行插卡式总线转移到串行接口总线，达到互连和扩展外设的目的。USB和IEEE-1394就是两种低成本的串行接口总线，仅需要几根连接电缆，可以嵌入到CPU内部运行。USB和1394是今天的技术，由自动配置软件（Windows NT v5.0）和热插拔硬件支持。作为串行总线，USB和1394的传输速率可达到Gbits/sec的数量级。通过增加触发信号、局部总线和系统同步时钟等措施，CPCI扩展为高性能的仪表总线PXI（CompactPCI eXtensions for Instrumentation）。PXI总线工控机是一种仪表计算机平台，具有CPCI总线的所有优点，同时，定义的软件和硬件规范又实现了产品完全互操作。（4）PC/104总线工控机通过PC/104-Plus向高性能方向发展在80年代末，Ampro Computers发明了PC/104总线。1992年3月PC/104总线联合会发布了PC/104规范1.0版,几经修改，于1996年6月公布了PC/104规范3.2版。PC/104总线采用自层迭互连方式和3.6in x 3.8in的小板结构，抛弃了PC机的大母板，使其更适合在尺寸和空间受到限制的嵌入式环境中使用，如消费类电子产品：洗衣机、烘干机、洗碗机、收款机等。近来，由于紧凑加固性设计的PC/104工控机在军工产品中开始采用，如火箭、导弹和战斗机等。虽然PC/104总线工控机的功耗低，但其驱动能力差（4mA），其扩展能力和维护性也受到限制，使其在工业过程控制和自动化领域的应用范围受到局限。为了兼容PCI总线技术，1997年2月PC/104总线联合会推出了PC/104-Plus规范1.0版，在PC/104规范3.2版的基础上，增加了30x4根信号线的J2插座，支持PCI局部总线规范2.1版。今天，许多单板计算机（SBC）都设计有PC/104总线接口，以便通过PC/104总线丰富的I/O模块扩展功能，满足不同的嵌入式应用要求。 PC/104总线工控机主流产品是486DX和586，如Winsystems公司486DX4-100MHz的SAT-DX，5x86-133MHz的PCM-586。VersaLogic公司的VSBC-6，支持Pentium 133-266MHz和AMD K6-2 200-366MHz处理器。

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发表于：2003-01-23 17:31:00

1楼

这篇文章不错，对了解测量行业使用的总线标准很有帮助。有一个问题，文中的热插拔是什么概念？是说CPCI的模块可以在机箱通电的情况下插拔吗？另外，如果能结合PXI来讲就更全面了，以下是本站的一些相关文章：《PXI 与工业计算机（工控机）的比较》 http://www.gongkong.com/tech/detail.asp?id=55186 《相关术语》 http://www.gongkong.com/tech/detail.asp?id=55188

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李侃

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发表于：2003-01-24 15:37:00

2楼

cPCI的热插拔的详细信息请见PICMG 2.1 hotswap 规范. 一个简单的cPCI热插拔例子: 电信机房的一块语音卡(cPCI总线)坏了,系统不需要关机,只需要将坏的卡片拔出并且插入一块好的卡片即可(系统自动配置卡片). PXI基于cPCI总线,从理论上说也可以实现热插拔功能.但PXI面向的是量测领域,对长时期可靠运行的要求不强烈,故没有制定热插拔规范.

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工控机王