工控機(jī)Compact PCI總線

　　Compact PCI總線

　　Compact PCI總線簡(jiǎn)稱CPCI，中文又稱緊湊型PCI，是國(guó)際PICMG協(xié)會(huì)于1994年提出來(lái)的一種總線接口標(biāo)準(zhǔn)。它的出現(xiàn)解決了多年來(lái)電信系統(tǒng)工程師與設(shè)各制造商面臨的棘手問(wèn)題，將VME密集堅(jiān)固的封裝和大型設(shè)備的極佳冷卻效果以及PC廉價(jià)、易采用最新處理能力的芯片結(jié)合在一起，保證了99.999％的高可靠度，極大降低了硬件和軟件開(kāi)發(fā)成本。目前PCI總線已成為了事實(shí)上計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)總線。

　　早在1995年，香港塞德公司將具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等優(yōu)勢(shì)的最新總線類產(chǎn)品Compact PCI推向中國(guó)市場(chǎng)，同時(shí)也把美國(guó)PICMG協(xié)會(huì)的發(fā)展情況介紹到中國(guó)。我國(guó)工控界權(quán)威人士即達(dá)成共識(shí)：要跟蹤高科技，保持與世界工控產(chǎn)品的同步運(yùn)作，必須攜手聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)疊加，共同研發(fā)，才能促進(jìn)Compact PCI在我國(guó)的發(fā)展，使Compact PCI成為我國(guó)工控界的共用資源。

　　Compact PCI技術(shù)是在PCI技術(shù)基礎(chǔ)之上經(jīng)過(guò)改造而成的，經(jīng)過(guò)改造的Compact PCI工控機(jī)適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。由于具有熱插拔和冗余設(shè)計(jì)能力，可以構(gòu)建高可用性系統(tǒng)，滿足電信、數(shù)字通信、軍事裝備以及其他高可靠領(lǐng)域的要求。目前Compact PCI技術(shù)是國(guó)際最先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)。

　　Compact PCI所具有的開(kāi)放性、高可靠性、可熱插拔特性，使該技術(shù)除了可以廣泛應(yīng)用在通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)電話整合外，同時(shí)，也適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制、產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、軍事系統(tǒng)等需要高速運(yùn)算的領(lǐng)域，以及智能交通、航空航天、醫(yī)療器械、水利等模塊化的極高可靠度、可長(zhǎng)期使用的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　Compact PCI基于PICMG 2.0規(guī)范。其電氣特性與PCI總線相同，因此用戶的軟件和普通PC兼容，現(xiàn)有的PCI外圍卡也可以很容易移植到Compact PCI平臺(tái)。Compact PCI使用2mm高密度針孔總線連接器，和使用金手指連接器的PCI卡相比，具有連接可靠、完全氣密的特點(diǎn)，卡片的抗震性和抗腐蝕性高。此外，Compact PCI卡片采用經(jīng)過(guò)⒛余年現(xiàn)場(chǎng)使用考驗(yàn)的歐規(guī)卡（EuroCard）結(jié)構(gòu)。歐規(guī)卡采用垂直安裝、前抽取結(jié)構(gòu)，提高了卡片的散熱性、抗震性和易維護(hù)性。具體有如下優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）系統(tǒng)抗振性強(qiáng)。Compact PCI卡片上下有導(dǎo)軌固定，卡片的前端通過(guò)氣密性的針孔連接器和背板相連，每個(gè)接頭具有10kg的結(jié)合力。卡片可以通過(guò)面板螺絲固定在機(jī)箱上。Compact PCI卡片的前后上下都被固定，因此系統(tǒng)抗震性很高。

　　（2）支持卡片帶電拔插。Compact PCI的背板使用長(zhǎng)中短插針結(jié)構(gòu)，其中Power和Ground針腳最長(zhǎng)，可以保證卡片安全地帶電插入和拔出。此外，板選信號(hào)IDSEL，BD SEL針腳最短，系統(tǒng)借此信號(hào)可以得知卡片是在插入過(guò)程還是拔出過(guò)程。另外，Compact PCI制定了熱插拔的硬件過(guò)程和軟件管理接口，保證了卡片熱插拔過(guò)程的有效性。

　?。?）支持后走線，便于方便配線。Compact PCI的卡片信號(hào)線不用從卡片前面板引出，可以通過(guò)背板將信號(hào)線用轉(zhuǎn)接板從后端引出。當(dāng)更換卡片時(shí)，不需要更換信號(hào)線，這樣減少了更換卡片的工作量，并減少因更換信號(hào)線而引起的出錯(cuò)概率。此外，信號(hào)線從后端引出，設(shè)備前端也會(huì)比較美觀。

　?。?）卡片垂直安裝，有利于散熱。Compact PCI卡片采用歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)，卡片垂直安裝，系統(tǒng)的散熱氣流從下向上吹，符合空氣對(duì)流原理，散熱效果好。

　?。?）Compact PCI卡片具有更好的電氣特性。Compact PCI背板插針和接頭全部鍍金，并嚴(yán)格定義了信號(hào)線的最長(zhǎng)長(zhǎng)度、PCB板的阻抗、去偶電容、PCI上拉電阻阻值。因此，Compact PCI的電氣特性要優(yōu)于普通PCI工控機(jī)。單個(gè)Compact PCI總線段最多可以支持7個(gè)PCI設(shè)備，而普通工控機(jī)只能支持4個(gè)PCI設(shè)備。

　?。?）防腐和電磁屏蔽性好。 Compact PCI使用2mm氣密性針孔總線連接器，鹽霧、酸霧和帶電粉塵不能腐蝕總線。此外，Compact PCI的全鋁合金機(jī)箱外殼和卡片的U型彈簧片能給系統(tǒng)提供良好的電磁屏蔽保護(hù)。

　　（7）抗靜電好。Compact PCI卡片下端具有靜電導(dǎo)出條，靜電可以導(dǎo)出到地面。另外，Compact PCI規(guī)定系統(tǒng)的邏輯地和機(jī)箱地隔離，保持系統(tǒng)不受外界干擾。而基于PICMG1.0的工控機(jī)則無(wú)法做到機(jī)箱地和邏輯地的隔離。