CPCI-E總線介紹

1、CPCI-E總線簡(jiǎn)介CPCI-E發(fā)展歷程ISAr1991 軍 lrtd ttft出i9O2PnsiGAi (SpfcuJ hntreiL )iwraio1995 CPCI RIOHW?CT<；lK2Ci1999CK1R3Q 2002 CPU ECN 002PCI &<pnwL 0 30027PCI EMpmt ft AMT tIOCPi) 0 MKB 7<CPCH)PCIcm-Pti 電 xtlS針孔道毬421世紀(jì)撫摘三S 1 CPCI-E總線的發(fā)展歷程示遣圖圖1描述了 CPCI-E總線的由來(lái)及其發(fā)展歷程，上世紀(jì)80年代初，自從IBM 首臺(tái)PC機(jī)問(wèn)世以來(lái)，先后經(jīng)歷了

2、ISA和PCI兩代總線。1991年底Intel電腦/計(jì) 算機(jī)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室首先推出 PCI總線規(guī)范，并隨后聯(lián)合眾多知名電腦/計(jì)算機(jī)廠商 如 IBM、Compaq、DEC NCR等于 1992 年 6 月成立 PCI SIG（Speciallnterest Group） 專門(mén)負(fù)責(zé)規(guī)范的研制、管理和推廣工作。從 1993年始，先后推出了 PCI Rev.2.1 Rev.2.2以及Rev.2.3 PCI總線也由芯片級(jí)互連總線發(fā)展成了板級(jí)互連總線。為了將PCI總線應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域，1994年多家廠商聯(lián)合成立了 PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造 商協(xié)會(huì)PICMG主要為嵌入式計(jì)算機(jī)（如工業(yè)計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、通信設(shè)備、交

3、通設(shè)備以及軍事系統(tǒng)等）研制通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同年， PICMG制定了 PCI-lSA無(wú)源 底板標(biāo)準(zhǔn)和處理器板標(biāo)準(zhǔn)（即CompactPCI）該標(biāo)準(zhǔn)是在PCI電氣和軟件規(guī)范的基 礎(chǔ)上采用歐卡的工業(yè)組裝標(biāo)準(zhǔn)組合而成，具有開(kāi)放的架構(gòu)體系、高可靠性、低成本和通用的操作系統(tǒng)等顯著優(yōu)勢(shì)，CPCI自問(wèn)世以來(lái)迅速贏得市場(chǎng)青睞。隨后幾年 中，PICMG相繼推出多個(gè)修訂版本，其中最引人關(guān)注的是1999年CPCI R3.版正 式發(fā)布并引入熱插拔技術(shù)，為后續(xù) CPCI在電信和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用 打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。盡管如此，PCI并行結(jié)構(gòu)本身具有局限性，隨著帶寬和可擴(kuò)展 需求的進(jìn)一步提高，CPCI匹配上升的空間不大，因

4、此 PICMG先后于2002年和 2007年推出第三代總線技術(shù) PCIExpress 1.0和 PCI Express2.0,采用串行結(jié)構(gòu)高 速互聯(lián)技術(shù)，并且與 CPC兼容。2005年7月CPCI Expres草案PICMG EXJ0 R1.0 問(wèn)世，該草案基于第三代總線 PCI Express電氣特性的基礎(chǔ)上結(jié)合了 CPC總線的 機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，這在實(shí)現(xiàn)PCI-E總線體系結(jié)構(gòu)、突破帶寬的同時(shí)，可為計(jì)算機(jī)提 供高可靠、模塊化和快速動(dòng)態(tài)重組的解決方案。目前CPCI Expres技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)領(lǐng)域熱點(diǎn)研究課題。CPCI-E 主要性能分析CPCI-E最本質(zhì)的理念在于可以用歐卡規(guī)格實(shí)現(xiàn)PCI-E總

5、線的兼容，可以說(shuō)CPCI-E的電氣特性規(guī)范實(shí)質(zhì)上就是 PCI-E的電氣規(guī)范。與早期的PCI體系相比， PCI-E最突出的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行互聯(lián)技術(shù)取代 PCI 的并行結(jié)構(gòu)互聯(lián)技術(shù)， 不僅保證了高頻率的工作能力， 還可以為每一設(shè)備分配獨(dú) 享的通道帶寬， 保證了每個(gè)設(shè)備的帶寬資源， 提高了數(shù)據(jù)傳輸率； 采用全雙工 工作模式，發(fā)送數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行，相比于PCI在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只能進(jìn)行單向傳輸， 提高了數(shù)據(jù)傳輸效率； 采用專用電纜可以將總線延伸到系統(tǒng) 之外，增強(qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)展能力；支持熱插拔和熱交換、QoS鏈接配置和公正策略、軟件層與PCI兼容、先進(jìn)錯(cuò)誤報(bào)告和鏈路級(jí)的數(shù)據(jù)

6、完整性等技術(shù)。另外， PCI Express2.0在PCI Express1.0的基礎(chǔ)上傳輸頻率由2.5GHz提升到5GHz并且新 增了動(dòng)態(tài)連接功能和訪問(wèn)控制功能，可降低系統(tǒng)功耗和提高數(shù)據(jù)安全性能。CPCI-E 應(yīng)用現(xiàn)狀CPCI-在滿足高帶寬和易擴(kuò)展的同時(shí)，還支持模塊化，具有熱插拔、高可靠 性和堅(jiān)固性等特點(diǎn)，因此廣受各網(wǎng)絡(luò)、通信領(lǐng)域的關(guān)注。目前應(yīng)用于工控、電信 設(shè)備的CPC平臺(tái)已開(kāi)始從CPC升替到CPCI Expres平臺(tái)。在工業(yè)嵌入式系統(tǒng)方面，PCI-E已被許多標(biāo)準(zhǔn)組織采用，如高端電信(AdvancedTelicom)微型TCA系統(tǒng)和AMC 規(guī)格；在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，PCI-E主要用于Raid控制

7、板上主CPU與光纖通道控制器和SATA 控制器之間的通信；在有線通信中，它可用于用戶線路卡上CPU與外圍1/O的互聯(lián)；此外，在PC領(lǐng)域、多顯示器計(jì)算領(lǐng)域和分離式系統(tǒng)中也正在催生一些新的應(yīng) 用產(chǎn)品。恩菲特公司自主研發(fā)的EP-H5273E就是國(guó)內(nèi)首款 cPCI Express總線的MIL-STD-1553B!信模塊，可以應(yīng)用于 MIL-STD-1553系統(tǒng)的測(cè)試、仿真，此產(chǎn)品 提供了 1信道或多信道(雙冗余)的單功能或多功能模塊，EP-H5273E模塊遵循GJB289-97標(biāo)準(zhǔn)，綜合了通訊與測(cè)試功能。恩菲特科技在認(rèn)真消化CPCI-E協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)上，還研制出了其他功能的cPCI Expres總線產(chǎn)

8、品，如：多功能模塊EP-H5306E頻率計(jì)數(shù)器/PWM脈沖測(cè)試/數(shù)字IO視頻轉(zhuǎn)換多功能CPCI-模塊 EP-H5301E ADC/DAC/TT多功能 CPCI-E總線模塊MIL-STD-1553BEP-H5200E MIL-STD-1553B29/ 串口多協(xié)議通信 CPCI-E模塊EP-H5273BE *4 通道 MIL-STD-1553B!訊 CPCI-E模塊EP-H6200E MIL-STD-1553429/ 串口多協(xié)議通信 PCI-E模塊EP-H5273E 1-通道 MIL-STD-1553B!訊 CPCI-E模塊EP-H6273E 1-通道 MIL-STD-1553B®訊 P

9、CI-E模塊ARINC429EP-H5272AE 16T/16R Arinc42后走線通信 CPCI-E模塊EP-H5272E 16T/R ARINC4通訊 CPCI-E模ftEP-H6272E 16T/R ARINC4通訊 PCI-E模塊串行通訊EP-H6275E LVDS通訊接口 PCI-E模塊EP-H5275E LVD通訊接口 CPCI-E模塊EP-H6278E雙通道CAN總線通信PCI-E模塊EP-H6276CE雙通道 HDLC通信接口 PCI-E模塊EP-H5276E 2通道 RS-232122485 串口通信 CPCI-E模塊EP-H6276E 16C全異步 RS-232422 串

10、口通信 PCI-E模塊EP-H5278E高性能CAN總線通訊接口 CPCI-E總線模塊同步器 / 分解器EP-H5274E同步器/分解器到數(shù)字或數(shù)字到同步器/分解器CPCI-E莫塊數(shù)據(jù)采集EP-H5024BE 2MSPS14-Bit 4（數(shù)據(jù)采集 CPCI-E模塊EP-H6331E AD/DA/IC多功能 PCI-E模塊EP-H6110E 1000MSPS 8Bit 1（數(shù)據(jù)采集 PCI-E模塊EP-H5022E 128KSps16Bit 8CH ADC+8CH輸出數(shù)據(jù)采集 CPCI-E莫塊EP-H5023E 128KSPS16-Bit 8Ch DSP數(shù)據(jù)采集 CPCI-E莫塊EP-H5025

11、E 10MSps14Bit 4CH ADC+4CH 輸出數(shù)據(jù)采集 CPCI-E莫塊EP-H5026E 40MSps14Bit 4CH ADC據(jù)采集 CPCI-E莫塊EP-H5033E 64S82DI 數(shù)據(jù)采集 CPCI-E莫塊EP-H5224E 16C光電隔離數(shù)字I/O CPCI-E莫塊EP-H5331E 100KSps16Bit 16CH ADC+D數(shù)據(jù)采集 CPCI-EK塊EP-H6024AE 1MSPS12-Bit 8（數(shù)據(jù)采集 PCI-E模塊EP-H6027AE 64MSps 14Bit 1CH ADC+DDC+DSP采集 PCI-E模塊EP-H6279E 1CH GP接收 PCI-E

12、模塊EP-H6033E 64S82DI 數(shù)據(jù)采集 PCI-E模塊激勵(lì)源、信號(hào)發(fā)生器EP-H5171E 40MSPS12-Bit 2（任意波形發(fā)生器 CPCI-0模塊EP-H6171E 40MSPS12-Bit 2（任意波形發(fā)生器 PCI-E模塊EP-H5172E 16-Bit 8Ch模擬輸出 CPCI-E模塊EP-H6172E 16-Bit 8Ch模擬輸出 PCI-E模塊EP-H5172BE 8C電壓/電流模擬輸出16通道TTL IO 2通道計(jì)數(shù)器CPCI-E模塊EP-H5173E多通道電壓模擬輸出CPCI-E總線模塊EP-H5178E高速模擬信號(hào)發(fā)生器CPCI-E總線模塊開(kāi)關(guān)、數(shù)字量EP-H

13、5121AE 64C開(kāi)關(guān)量輸入/出CPCI-宦、線模塊EP-H5144E大電流多通道繼電器輸出CPCI-E總線模塊EP-H5133E 4X1雙線矩陣CPCI-E總線模塊EP-H6121CE 32通道隔離離散量輸入 /輸出 PCI-E 、線模塊EP-H6121AE 6通道隔離開(kāi)關(guān)量I/O PCI-E總線模塊EP-H6122CE 8C標(biāo)準(zhǔn)RS-422電平計(jì)數(shù)器PCI-E總線模塊EP-H5121BE 64C混合型開(kāi)關(guān)量輸入/出CPCI-E總線模塊EP-H5122CE 1通道頻率/周期/計(jì)數(shù)器CPCI-E總線模塊EP-H5123E時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)卡CPCI-E總線模塊EP-H5141E 96C光電隔離/離散量輸出CPCI