CPCI案例和规范介绍

CPCI助力构建高可靠军用计算机平台技术效劳中心凌华科技〔中国〕主题Part1CPCI应用案例CPCI标准介绍Part2ATCA应用案例ATCA标准介绍2PICMG介绍PICMG1.0/1.2/1.3(SBC)PICMG2.0(compactPCI)PICMG3.0(aTCA)PICMG(PCIIndustrialComputerManufacturersGroup)是一个由超过600家电信和工控厂家组成的联盟。PICMG致力于制定适合于电信和工业控制领域应用的高性能计算机。ADLINK目前是PICMG的ExecutiveMember(执行委员〕4PICMG1.x产品图示PCI(-X)PCIex16PCIex1PCIISAPCI-XPCI(-X)PICMG1.0(PCI/ISASBC)PICMG1.2(ePCI-XSHB)PICMG1.3(SHBExpress)USB,SATA,IPMB,LANCPCISystemOverviewCompactPCI主流市场应用军工:

cPCI-6920,XMC-G460BSSinIndiacPCI-6870,AirforcesimulatorinUSAcPCI-6840,6880,6910,CEQX,JKPLUSinChinacPCI-3970inIsrael交通:cPCI-6615,RailwayATOinFrancecPCI-3615,3915,RailwayATOinChina自动化:

cPCI-6965Wire-bonding,SMTmachineinJapancPCI-6620SMTmachineinJapancPCI-3840AMSemiconductorequipmentinUSAcPCI-3840APPowerPlantcontrollerinFrance

通信:

cPCI-6510,DPIinUK,SatelliteinUSACompactPCI行业应用双机热备系统与供电监控军用加固热导系统自动贴片控制器智能调度系统刀片式效劳器ApplicationStory–Energy

-PowerPlantMonitoringSystemArea:ChinaWinningFactors:IncumbentsupplierforyearsFriendlysystemmanagementinterfacesCustomchassisandfaceplateCustomfirmware,BIOSSystemintegrationandconformalcoatingKeyFeatures:ULV2ndGenCorei7bladecPCI-3970LEDindication/alarmforsystemstatusRedundantCPU,fantrayandpowersupplyRemovablefantrayWindowsXPembedded+realtimeRTXSixGbEportsArea:ChinaWinningFactors:RuggeddesignforunderwateroperationCompactsizeandultralowpowerconsumptiontofitinthelimitedspaceCustomBIOSandOSqualificationBackplanecollaborationdesignKeyFeatures:Dual-CoreAtomD510bladeCT-31Sub10woperationRuggedconductioncooledclosureandconformalcoatingApplicationStory–Military-VesselUnderwaterSonarSystemArea:JapanWinningFactors:IncumbentsupplierforyearsCustomIO,powerdesign(5Vonly)CustomBIOSCustomRTOSsupportKeyFeatures:Celeron575processorcPCI-696532bitPCIbuswithoutJ3,J5TwoDVIportsApplicationStory–IndustrialAutomation-DieBonderMachine智能调度交换机配置型号系统ADLINKCPCIS-6400或cPSB-800主板ADLINKCPCI-6760/P8+CPCI-R6760D系统描述：调度系统通过数字或者模拟中继接入公众通信网，内部调度支持二线、E/M四线话机，支持V5协议，可实现远端接入网的接入。

系统特点：

产品采用CompactPCI总线标准和H.110CTbus总线标准，给系统提供了更好的兼容性能。具备通用的软交换能力

支持电路交换和包交换两种交换方式。传统效劳器在数据中心的应用ISP提供商为了满足高访问量的Web效劳器可靠运行需要，需要用多个效劳器组成高密度的群集〔web&database〕。数据中心空间有限，租金昂贵，传统台式效劳器被机架式效劳器取代。1U机架式效劳器已经到达了体积极限数据中心需要更高密度的群集计算替代方式：刀片式效劳器是密集群集计算的最正确选择刀片效劳器是指在标准高度的机架式机箱内插装多个卡式的效劳器单元，实现高可用和高密度.每个刀片都是一个独立的计算机。增加或移除一个计算机只要插入或拔出一个刀片即可.刀片是效劳器的密度是机架式效劳器的2-3倍.基于PICMG2.16刀片式效劳器使得群集效劳器的管理变的非常简单.工业计算机总线开展历史ISAVMEVXIPICMG1.0CompactPCIPXI量测领域总线带宽嵌入式应用现场应用高可靠应用PC-104+ISABus(IndustrialStandardArchitecture)机械结构

–标准ISA卡片

总线接头–两段金手指插槽,1段提供8位总线，另一段提供16位总线。扩展性–受到电源驱动和总线驱动限制，通常可以驱动8片卡，最多20片带宽-16bit@

8MB/sOS支持：DOS,win9x,NT。开发工具众多PCIBus(PeripheralComponentInterconnect)连接头–金手指,120pins/32bit,184pins/64bit扩展性–最多10个负载或5个槽位总线–32位或64位中断–4个中断，可以共享带宽-132MB/s@33MHz/32bit,512MB/s@66MHz/64bit,1064MB/s@133MHz/64bitPCI-XOS支持：DOS，windows，Linux,开发工具众多VMEBus(VersaModule-Eurocard〕卡片尺寸-3U和6UEurocard(IEEE-1101)连接头-96针孔连接头(DIN41612)扩展性–最多21个槽位总线性能–VME:40MB/s，VME64:80MB/s,VME320:320MB/sOS支持：UNIX、VxWorks、PSOS。OS制造商提供专用的软件开发工具开发应用程序。VME的组织

-VITA,VMEbusIntl.TradeAssociation

传统大母板结构PCI卡处理器缺点：不易维护PICMG1.0标准缺点：连接不可靠结论：需要可靠、高性能、开放的总线从技术角度看:ISA：不可靠，低性能，开放VME：可靠，高性能，不开放PCI：不可靠，高性能，开放从应用角度看:许多现有应用程序建立在PCI总线上PC平台

(MS-Windows/Linux&IntelCPU)是最流行的平台

我们需要可靠的PCI总线！CompactPCI什么是CompactPCIPCI总线Eurocard〔欧规卡结构〕CompactPCI®CompactPCI的9大优点抗振性好支持热插拔支持后走线散热好电气特性好防静电抗电磁干扰、抗腐蚀机箱大小灵活多样开放式软件支持CompactPCI的固定方式前面板螺丝固定针孔连接头导轨导轨CompactPCI抗振性CompactPCI使用的IEC-1076针孔连接头做为总线连接头管脚之间距离为2mm3UcPCI具有2个接头6UcPCI具有5个接头针－孔完全气密，结合紧密。每个接头可承受10KG的拉力。CompactPCI抗振性50KgwCompactPCI热插拔技术短针:Enable(IDSEL,BD_SEL#)中等长度:PCISignals长针:Power/GroundCompactPCI热插拔特性ENUM#LED微动开关PCI控制芯片热插拔控制/状态寄存器给

PCI总线提供1V预供电电压CPCISWLEDon#CompactPCI热插拔技术物理连接过程电气连接过程软件连接过程插入完全固定供电PCI总线连接

PCI总线配置Ready信号接线CompactPCI后走线示意所有外部连线都设计到系统无源底板的反面。在维修更换时不需要重新连线，减少维修时间。一般工作人员也能胜任！6U前面板J5J4J3J2J1

6U转接板J5J4J3

CompactPCI良好散热结构系统规定：机箱要为仪器模块提供经过过的和强制冷却的空气来降温CompactPCI更好电气特性严格定义了信号线的最长长度，PCB板的阻抗，去偶电容,PCI上拉电阻阻值对板卡、机箱进行了严格的接地要求CompactPCI的电气特性要优于普通PCI工控机，最多可以支持7个PCI设备〔普通工控机4个〕CompactPCIESD静电导出条CompactPCI具有3段静电导出条

-第1段:通过10Mohm电阻将使用者的静电导出到大地

-第2段:通过10Mohm电阻将卡上的静电导出到大地

-第3段:通过10Mohm电阻将卡上面板的静电导出到大地ESD静电导出条通过导轨上的静电卡子和地相连CompactPCI优良接地前面板和机箱地连载一起。机箱地和逻辑地隔离板卡提供一个低阻抗的回路将机箱地和逻辑地连在一起背板上机箱地和逻辑地是隔离的背板提供一种可选的方法将机箱地和逻辑地连在一起CompactPCI防腐和电磁屏蔽IEC-1076气密性连接头，连接处不易被腐蚀CompactPCI前面板通过U型面板和电磁兼容弹簧片实现EMC保护。海军已将cPCI定为军标产品35353UCompactPCICPUBladePortfolioCore2Duo2ndCorei7DCAtomcPCI-3615cPCI-3965cPCI-3970Fan-lessoperationforN455CPUIdealforTrasportationExt.Temp.ConductionCooldedN450/D510CPUMax.-40to85°CCore2DuoT7500GME965chipsetIdealforIndustrialControlPICMG2.30PlusIOcompliantVariantI/OoptionsExt.TempIdealforIndustrialControlCT-31PICMG2.0/2.1/2.9/2.30PICMG2.0/2.1PICMG2.0/2.1cPCI-3970PcPCI-3970DcPCI-3970GcPCI-3970LcPCI-3970xIOMezzanineStackcPCI-3970M2xDVI,2xUSB,KB/MS,2xCOM37376UCompactPCICPUBladePortfolio1stCorei72ndCorei73rdCorei78CXeonDCAtomcPCI-6615cPCI-6510CT-60cPCI-6210cPCI-6620cPCI-6520cPCI-6930ULP<20WIdealforTrasportationWaysideControlExt.Temp.Air/ConductionCooldedskuIdealforMilitary/DefenceMax.-40to85°CDualDisplaysIdealforIndustrialControlExt.TempCosteffectiveIdealforMachineMakerThreeDisplaysIdealforMilitary/DefenceExt.TempHighCPUcomputingandmemorycapacityIdealforTelecom/CommunicationPICMG2.0/2.1/2.9/2.16PICMG2.0/2.1/2.9/2.16PICMG2.0/2.1/2.9/2.16PICMG2.0/2.1/2.9/2.16PICMG2.0/2.1/2.9/2.16PICMG2.0/2.1386UCPCIRTM后走线板网络扩展航插方案显示方案cPCI-R6120cPCI-R6100cPCI-RMPScPCI-R6500