CPCI案例與規(guī)范介紹

1、CPCICPCI助力構建高可靠軍用計算機平臺助力構建高可靠軍用計算機平臺技術服務中心技術服務中心凌華科技（中國）有限公司凌華科技（中國）有限公司主題主題Part1CPCI應用案例CPCI規(guī)范介紹Part2ATCA應用案例ATCA規(guī)范介紹2PICMG介紹介紹PICMG1.0/1.2/1.3(SBC)PICMG 2.0 (compact PCI)PICMG 3.0 (aTCA)PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group)是一個由超過600家電信和工控廠家組成的聯(lián)盟。PICMG致力于制定適合于電信和工業(yè)控制領域應用的高性能計算機。ADLINK

2、目前是PICMG的Executive Member (執(zhí)行委員）4PICMG 1.x 產(chǎn)品圖示PCI(-X)PCIe x16PCIe x1PCIISAPCI-XPCI(-X)PICMG 1.0 (PCI/ISA SBCPICMG 1.2 (ePCI-X SHB)PICMG 1.3 (SHB Express)USB, SATA, IPMB, LANCPCI System OverviewCompactPCI 主流市場應用主流市場應用n軍工軍工: cPCI-6920, XMC-G460 BSS in India cPCI-6870, Airforce simulator in USA cPCI-6

3、840, 6880, 6910, CEQX, JKPLUS in China cPCI-3970 in Israeln交通交通: cPCI-6615, Railway ATO in France cPCI-3615,3915, Railway ATO in Chinan自動化自動化: cPCI-6965 Wire-bonding, SMT machine in Japan cPCI-6620 SMT machine in Japan cPCI-3840AM Semiconductor equipment in USA cPCI-3840AP Power Plant controller in

4、France n通信通信: cPCI-6510, DPI in UK, Satellite in USACompactPCI行業(yè)應用行業(yè)應用 雙機熱備系統(tǒng)與供電監(jiān)控 軍用加固熱導系統(tǒng) 自動貼片控制器 智能調度系統(tǒng) 刀片式服務器Application Story Energy - Power Plant Monitoring SystemnArea: ChinanWinning Factors:Incumbent supplier for yearsFriendly system management interfacesCustom chassis and faceplateCustom fi

5、rmware, BIOSSystem integration and conformal coatingnKey Features:ULV 2nd Gen Core i7 blade cPCI-3970LED indication/alarm for system statusRedundant CPU, fan tray and power supplyRemovable fan trayWindows XP embedded + real time RTXSix GbE ports nArea: ChinanWinning Factors:Rugged design for underwa

6、ter operationCompact size and ultra low power consumption to fit in the limited spaceCustom BIOS and OS qualificationBackplane collaboration designnKey Features:Dual-Core Atom D510 blade CT-31 Sub 10w operationRugged conduction cooled closure and conformal coatingApplication Story Military - Vessel

7、Underwater Sonar Systemn Area: Japann Winning Factors:Incumbent supplier for yearsCustom IO, power design (5V only)Custom BIOSCustom RTOS supportn Key Features:Celeron 575 processor cPCI-696532bit PCI bus without J3, J5Two DVI portsApplication Story Industrial Automation- Die Bonder Machine智能調度交換機智能

8、調度交換機配置配置型號型號系統(tǒng)ADLINK CPCIS-6400或cPSB-800主板ADLINK CPCI-6760/P8+CPCI-R6760D系統(tǒng)描述：調度系統(tǒng)通過數(shù)字或者模擬中繼接入公眾通信網(wǎng)，內部調度電話支持二線、E/M四線話機，支持V5協(xié)議，可實現(xiàn)遠端接入網(wǎng)的接入。系統(tǒng)特點： 產(chǎn)品采用CompactPCI總線標準和H.110 CT bus總線標準，給系統(tǒng)提供了更好的兼容性能。具備通用的軟交換能力支持電路交換和包交換兩種交換方式。傳統(tǒng)服務器在數(shù)據(jù)中心的應用傳統(tǒng)服務器在數(shù)據(jù)中心的應用lISP提供商為了滿足高訪問量的Web服務器可靠運行需要，需要用多個服務器組成高密度的群集（web&am

9、p;database）。l數(shù)據(jù)中心空間有限，租金昂貴，傳統(tǒng)臺式服務器被機架式服務器取代。l1U 機架式服務器已經(jīng)到達了體積極限l數(shù)據(jù)中心需要更高密度的群集計算替代方式：刀片式服務器是密集群集計算的最佳選擇刀片式服務器是密集群集計算的最佳選擇刀片服務器是指在標準高度的機架式機箱內插裝多個卡式的服務器單元，實現(xiàn)高可用和高密度.每個刀片都是一個獨立的計算機。增加或移除一個計算機只要插入或拔出一個刀片即可.刀片是服務器的密度是機架式服務器的2-3倍.基于PICMG 2.16刀片式服務器使得群集服務器的管理變的非常簡單.工業(yè)計算機總線發(fā)展歷史工業(yè)計算機總線發(fā)展歷史ISAVMEVXIPICMG 1.0Co

10、mpactPCIPXI量測領域總線帶寬嵌入式應用現(xiàn)場應用高可靠應用PC-104+ISA Bus (Industrial Standard Architecture)機械結構 標準ISA卡片 總線接頭 兩段金手指插槽, 1段提供8位總線，另一段提供16位總線。擴展性 受到電源驅動和總線驅動限制，通常可以驅動8片卡，最多20片帶寬 - 16 bit 8MB/sOS支持：DOS,win9x,NT。開發(fā)工具眾多PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)連接頭 金手指, 120 pins/32 bit,184 pins/64 bit擴展性 最多10個負載或5個

11、槽位總線 32位或64位中斷 4個中斷，可以共享帶寬 - 132MB/s 33MHz/32bit, 512MB/s 66MHz/64bit, 1064MB/s 133MHz/64bit PCI-XOS支持：DOS，windows，Linux,開發(fā)工具眾多VME Bus (VersaModule-Eurocard）卡片尺寸 - 3U 和 6U Eurocard (IEEE-1101)連接頭 - 96 針孔連接頭 (DIN41612)擴展性 最多21個槽位總線性能 VME:40MB/s，VME64: 80MB/s, VME320: 320MB/s OS支持：UNIX、VxWorks、PSOS 。O

12、S制造商提供專用的軟件開發(fā)工具開發(fā)應用程序。 VME的組織 - VITA, VMEbus Intl. Trade Association http:/傳統(tǒng)大母板結構傳統(tǒng)大母板結構PCI卡處理器缺點：不易維護PICMG 1.0規(guī)范規(guī)范缺點：連接不可靠結論：需要可靠、高性能、開放的總線結論：需要可靠、高性能、開放的總線從技術角度看從技術角度看: :ISA ISA ：不可靠，低性能，：不可靠，低性能，開放開放VME VME ：可靠，高性能可靠，高性能，不開放，不開放PCI PCI ：不可靠，：不可靠，高性能，開放高性能，開放從應用角度看從應用角度看: :許多現(xiàn)有應用程序建立在許多現(xiàn)有應用程序建立在P

13、CIPCI總線上總線上PC PC 平臺平臺 (MS-Windows/Linux & Intel CPU) (MS-Windows/Linux & Intel CPU) 是最流行的平臺是最流行的平臺 我們需要可靠的我們需要可靠的PCIPCI總線總線 ！Compact PCICompact PCI什么是什么是CompactPCIPCI總線Eurocard（歐規(guī)卡結構） CompactPCI CompactPCI 的的9大優(yōu)點大優(yōu)點 抗振性好 支持熱插拔 支持后走線 散熱好 電氣特性好 防靜電 抗電磁干擾、抗腐蝕 機箱大小靈活多樣 開放式軟件支持CompactPCI 的固定方式的固定

14、方式前面板螺絲固定針孔連接頭導軌導軌CompactPCI 抗振性抗振性CompactPCI使用的IEC-1076 針孔連接頭做為總線連接頭管腳之間距離為2mm3U cPCI具有2個接頭6U cPCI具有5個接頭針孔完全氣密，結合緊密。每個接頭可承受10KG的拉力。CompactPCI 抗振性抗振性CompactPCI 熱插拔技術熱插拔技術短針: Enable (IDSEL, BD_SEL#)中等長度: PCI Signals長針: Power/GroundCompactPCI 熱插拔特性熱插拔特性ENUM#LED微動開關PCI控制芯片熱插拔控制/狀態(tài)寄存器給 PCI總線提供1V預供電電壓CPC

15、ISWLEDon#CompactPCI 熱插拔技術熱插拔技術物理連接過程電氣連接 過程軟件連接過程插入完全固定供電PCI 總線連接 PCI 總線配置Ready信號接線CompactPCI 后走線示意所有外部連線都設計到系統(tǒng)無源底板的背面。在維修更換時不需要重新連線，減少維修時間。一般工作人員也能勝任！6U前面板J5J4J3J2J1 6U轉接板J5J4J3 CompactPCI 良好散熱結構系統(tǒng)規(guī)定：機箱要為儀器模塊提供經(jīng)過過 的和強制冷卻的空氣來降溫CompactPCI 更好電氣特性更好電氣特性 嚴格定義了信號線的最長長度，PCB板的阻抗，去偶電容,PCI上拉電阻阻值 對板卡、機箱進行了嚴格的

16、接地要求 CompactPCI的電氣特性要優(yōu)于普通PCI工控機，最多可以支持7個PCI設備（普通工控機4個）CompactPCI ESD 靜電導出條靜電導出條CompactPCI具有3段靜電導出條 - 第1段: 通過10M ohm電阻將使用者的靜電導出到大地 - 第2段: 通過10M ohm電阻將卡上的靜電導出到大地 - 第3段: 通過10M ohm電阻將卡上面板的靜電導出到大地ESD 靜電導出條通過導軌上的靜電卡子和地相連CompactPCI 優(yōu)良接地優(yōu)良接地 前面板和機箱地連載一起。機箱地和邏輯地隔離 板卡提供一個低阻抗的回路將機箱地和邏輯地連在一起 背板上機箱地和邏輯地是隔離的 背板提供

17、一種可選的方法將機箱地和邏輯地連在一起CompactPCI防腐和電磁屏蔽防腐和電磁屏蔽IEC-1076氣密性連接頭，連接處不易被腐蝕CompactPCI前面板通過U型面板和電磁兼容彈簧片實現(xiàn)EMC保護。海軍已將cPCI定為軍標產(chǎn)品ADLINK Confidential35353U CompactPCI CPU Blade PortfolioCore 2 Duo2nd Core i7DC AtomcPCI-3615cPCI-3965cPCI-3970Fan-less operation for N455 CPUIdeal for TrasportationExt. Temp.Conduction

18、 Coolded N450/D510 CPUMax. -40 to 85 CCore 2 Duo T7500GME965 chipsetIdeal for Industrial ControlPICMG 2.30 PlusIO compliantVariant I/O optionsExt. TempIdeal for Industrial ControlCT-31PICMG 2.0/2.1/2.9/2.30PICMG 2.0/2.1PICMG 2.0/2.1ADLINK ConfidentialcPCI-3970PcPCI-3970DcPCI-3970GcPCI-3970LcPCI-3970

19、 x IO Mezzanine StackcPCI-3970M2xDVI, 2xUSB, KB/MS, 2xCOMADLINK Confidential37376U CompactPCI CPU Blade Portfolio1st Core i72nd Core i73rd Core i78C XeonDC AtomcPCI-6615cPCI-6510CT-60cPCI-6210cPCI-6620cPCI-6520cPCI-6930ULP 20WIdeal for Trasportation Wayside ControlExt. Temp.Air/Conduction Coolded sk

20、uIdeal for Military/DefenceMax. -40 to 85 CDual DisplaysIdeal for Industrial ControlExt. Temp Cost effective Ideal for Machine MakerThree DisplaysIdeal for Military/DefenceExt. TempHigh CPU computing and memory capacityIdeal for Telecom/CommunicationPICMG 2.0/2.1/2.9/2.16PICMG 2.0/2.1/2.9/2.16PICMG 2.0/2.1/2.9/2.16PICMG 2.0/2.1/2.9/2.16PICMG 2.0/2.1/2.9/2.16PICMG 2.0/2.1386U CPCI RTM后走線板后走線板網(wǎng)絡擴展航插方案