什么是PCI-104 什么是PCI-104？为了弄清楚这个概念，让我们来看看堆栈型PC的历史。最先产生的堆栈型PC是带有104针ISA堆栈总线的PC/104，之后产生的PC/104+则是在104针ISA堆栈总线的另一侧增加了120针的PCI堆栈总线。而到了PCI-104，则去掉了104针的ISA堆栈总线，这就为嵌入式系统设计者在有限的板卡区域提供了更加充足的设计空间。 PCI-104是一个崭新的名词。其实，“只带PCI堆栈总线的PC/104+”这样的概念早在PC/104+出现的时候就已经存在了。国际PC/104协会技术委员会早就预见了此类板卡的发展前景，但命名的方式却极为拗口。直到PC/104协会技术委员会制定了全新的PCI-104规范，PCI-104这个新名词才第一次出现。 有些人可能会认为，PCI-104的出现，将预示着ISA总线的终结。这让我们回想起，在1992年PC/104规范发布的时候，也曾有人预言，ISA总线的末日到了；到了1997年，PC/104+规范发布的时候，又有人预言，ISA总线即将消失。可是，直到现在，ISA总线不是还在存在吗！ PCI-104会取代PC/104吗？也许会有这么一天。但在将来相当长的一段时间里，大多数嵌入式生产厂商仍将会继续生产PC/104和PC/104+产品，以满足广大客户的需求。但我们需要未雨绸缪，我们需要着手为将来PCI-104时代的到来做准备。让我们先来看看PCI-104技术的优点。 PCI-104 和PC/104+相比，前者为嵌入式系统设计者提供了更加充裕的板卡空间。对每一位嵌入式系统设计人者而言，能够在有限的板卡上拥有更多的设计空间，就可以将更多的额外功能、连接器和其它特有的技术加入到整个系统中，从而优化和升级整个系统。 美国RTD公司的SPM6020HR是世界上第一块采用PCI-104技术的嵌入式模块板。该模块板采用了TI公司的第六代DSP芯片TMS320C6202，通过PCI总线可与主机通信。除了配备标准的SDRAM和串口以外，它还自带启动闪存和电源接口。这些特点使得该模块板可以在不带CPU模块板的情况下，实现独立运行。 单独一块DSP模块板，无法发挥它特有的功能。它必须要和数据采集模块板结合起来，才能进行快速高效的数据采集、处理与传输。SPM6020可以通过多种方式来传输数据。其一便是通过PCI总线。许多数据采集卡和数据存储系统都支持这种传输方式。但这种方式也存在缺点，DSP模块与系统中的其它设备共享PCI总线，效率较低，因为系统中的视频卡、硬盘控制器及以太网卡等都会大量占用PCI总线，CPU与南桥芯片之间也需要通过PCI总线来交换数据。 虽然在实际应用场合中能够使PCI总线饱和的情况并不多（例外的情况是视频应用领域，这也是DSP的一个重要应用领域），然而在实时的应用场合，总线的延迟时间却是极其重要的因素，甚至和总线的带宽一样至关重要。DSP需要在特定的时间内完成特定的工作量，这些工作通常包括：数据采集、数据处理、数据传输结果等。如果数据在通过PCI总线时，延迟时间过长（即便带宽满足），系统将崩溃。这种问题通常可以通过增加缓存来解决，但这种解决方法并不能从根本上解决问题。 PCI总线的局限性还在于不能够脱离主机独立工作。DSP模块与CPU模块一起配合使用时，CPU模块可以为DSP模块提供PCI时钟频率和逻辑仲裁信号。如果没有CPU模块提供的这些信号，PCI总线将无法工作。 另外一种传输方式是通过DSP模块上自带的串口。这是一种比较好的方法。DSP能够彻底发送和接受数据，即便是复杂的数据包也没有任何问题。串口通常适合于作数据传输，但配置起来却比较繁琐。任何数据采集卡上串口配置时，都需要设置采样率、选择数据通道等一系列繁琐工作。通常情况下，这些配置工作可以通过PCI总线来完成，串口只用来传输数据。至少需要配置一个独立的串口。 当然，串口的数据传输率不高。DSP模块板上自带的串口，其数据传输率不到100Mbps。尽管这样的数据传输率对于大多数应用场合已经够用了，但对于视频采集领域，却显得力不从心。 第三种传输方式是通过专用总线。比如SPM6020HR采用的platform总线。由于PCI-104规范的板卡上不再保留ISA堆栈总线，多出来的空间就可以用来设计这种专用数据传输总线。platform总线的数据传输率为80Mbps，这样的数据传输率对当前大多数应用场合已经足够了。将来我们也可以将其数据传输率提高到800Mbps。 我们可以发现，platform总线的数据传输率小于PCI总线，但它最突出的优点在于DSP对它具有绝对的控制权，通过platform总线的数据只涉及DSP操作。这一特点使得DSP能够独立控制数据通过总线时的延迟时间和总线带宽的分配。而在PCI总线下的情况却是，每一个设备都具有平等的优先权，如果一个以太网卡对总线提出请求，而此时DSP正在从数据采集模块板获取数据，那么DSP将丢失对总线的控制权。而对platform总线来说，DSP完全可以忽略以太网卡的请求，直到完成重要的数据传输任务。 Platform总线另外一个特点是，它可以脱离CPU，单独运行。Platform总线的这一特点使得DSP模块可以独立于CPU模块板单独运行。电源、时钟及其它所有信号都由DSP自身来提供。Platform总线是内存映射结构，既便于配置又便于进行高效数据传输。 Platform总线的优点还在于它使用简单。开发一个与PCI总线通信的板卡通常需要设计一个PCI和局部总线之间通信的桥接器。而Platform总线其实就象一个快速的ISA总线。数据宽度可以是8位到32位。Platform总线的接口设计也十分简单，它还提供数据缓存。这些特点减少了Platform总线的开发时间和开发成本。 现在，美国RTD公司已经开发出了采用Platform总线的数据采模块板。当然，Platform总线可以用于任何板卡的开发，因为它具有和ISA 总线一样的简单易用性；另外，它也支持以太网卡、硬盘控制器、无线网络模块板等。 RTD中国技术服务中心 作者简介： Andrew Martin：美国电子工程学学士(B.S.E.E)，RTD公司硬件工程部总工，从事嵌入式PC硬件的开发和研制。 Jim Blazer：美国电子工程学学士(B.S.E.E)，RTD公司技术总监，RTD多国工程师团队负责人，主要从事智能数据采集系统和嵌入式PC系统的设计。曾经担任2002-2004年度国际PC/104协会主席及PC/104协会技术委员会主席，现任国际PC/104协会理事。在任国际PC/104协会主席期间，在他的主持下，PC/104协会技术委员会对PC/104及PC/104＋技术规范进行了多次修订，并于2003年11月制定了PCI-104规范。 资料来源：www.rtd.cn