工控机介绍ppt工控机的发展介绍PPT.ppt

工控机的发展,内容提要,pc的基本架构及pc总线的发展历史 总线介绍 isa,pc/104总线介绍,问题解答,picmg简介 picmg:pci工业计算机制造厂商联盟 pci industrial computer manufacturers group 现有超过450家公司参加 共同为高性能电讯和工业计算机应用制定开放技术 规范 picmg有三种会员资格 执行会员,理事会员 普通会员 研祥做的产品,研祥为理事会员 picmg和非picmg,picmg标准系列,picmg制定的技术规范,picmg 1.0: 基于标准pci卡和isa卡的无源底 板应用,picmg 1.2: embedded pci-x cpu卡和背板 picmg 1.3: pci express cpu卡和背板,picmg 2.0 基于eurocard的compactpci应用 picmg 3.0 以交换技术为基础的,advancedtca 为下一代电讯设备应用的全新 系统架构,其他,如etx,pisa ,picmg与其他标准组织的关系,pc总线,输出 处理,显示器 打印机 lan rs-232 中央处理器,存储,内部存储器 内存条 闪存,外部存储器 硬盘,cdrom,u盘,输入,键盘/鼠标 扫描仪 lan rs-232,pc总线的作用,互连,部件级互连: 如内存条 南北桥的连接,板级互连 pci网卡 isa声卡,设备互连 centronics接口打印机 系统级互连 ethernet通讯,共享,功能扩充的需要,内置/扩充功能的选择 降低使用成本(购买时) 保护设备投资(购买后),标准化 兼容性 制造和使用成本,连接器-机械兼容性,芯片-电气兼容性(硬件/软件),是,pc总线发展的推动力 cpu的发展 8088 286 386 486 pentium 4 高分辨率显示器 mda cga ega vga xga 多媒体 音频采集 播放 视频播放 游戏 动画,最,终,目,的,提,高,带,宽,应用,internet intranet 电讯 isp pc总线发展特点 pc总线的发展相对滞后 pc总线影响广泛(与内存,cpu等比较),pc总线的发展(1),pc/xt(4.77mhz, 8 位数据 20位地址) isa (8mhz,8/16位数据,24位地址),eisa (8mhz ,8/16/32位,32位地址,兼容isa) micro channel(16/32位,仅用于ibm ps/2),vl bus(33mhz, 16/32位数据,30位地址,与isa兼容) pci (33/66mhz,32/64位),agp (66/133/266/512mhz,32位) pci-x 1.0 (33/66/133mhz,32/64位) pci-x 2.0 (266/533/1066mhz,32/64位) pci express (2.5gb/s,串行双向传输),pc总线的发展(2),pci 总线概述(2),pci总线速度,最高133mbytes/s,32-位,5.0v,33mhz总线时钟,最高266mbytes/s 64-位,33mhz总线时钟,理论上最高532mbytes/s 64-位,3.3v,66mhz总线时钟 可提高到1066mbytes/s pci-x,64-位,133mhz总线时钟,pc/104特点(1),pc/104名称的由来,isa标准连接器 98个接点 pc/104: 增加6个接地点,主要特点,所有信号与标准isa信号一样 针座连接 脊背式叠放 无需背板 无需机架,元器件少 功耗降低至12w/模块,pc/104结构(2),pc/104模块的安装(3),pci-104总线,与pc/104的不同,去掉at(16位)和xt(8位)两个连接器,元器件高度限制 正面由11.05mm降位8.76mm; 背面由2.54mm提高至4.83mm,增加控制逻辑处理高速总线要求,与pc/104-plus的不同,去掉at(16位)和xt(8位)两个连接器,与120针pci总线标准的不同,采用4x30脚间距2mm的长引脚连接器 而不 是原来的124针边沿连接器,不支持64位扩充 不支持jtag, prsnt, clkrun等 信号,pci-104结构,pc/104,pc/104-plus,pci-104,电缆和背板pc总线标准(1),总线,数据速率 类型,说明,拓扑结构 电压,电缆,rs-232,19.2kbps 非平衡式,20米,点对点,325v,9/25线电,单端,缆,i2c 10base-t,3.4mb 10mbps,非平衡式 平衡式,2线 3类线,多点 多点,ttl ecl,印刷电路 stp或 utp,100base-t 100mbps 平衡式,5类线,多点,+/-1.0v,stp或 utp,1394a firewire 1394b firewire,400mbps 差分 800mbps 差分,类似 usb 类似 usb,点对点 点对点,0.60.8v 0.60.8v,2对stp 2电源线 2对stp 2电源线,电缆和背板pc总线标准(2),总线,数据速率,类型,说明,拓扑结构 电压,电缆,usb 1.1,12mbps,差分,电缆,星形,0.33.6v,屏蔽双绞,线(stp),usb 2.0,480mbps,差分,电缆,星形,0.33.6v,屏蔽双绞,线(stp),ata-3 ata-4 ata-5 ata-6 ata-7,16mbps 33mbps 66mbps 100mbps 133mbps,16位 16位 16位 16位 16位,硬盘/cdrom, 链接 eide 硬盘/cdrom, 链接 ultraata/33 硬盘/cdrom, 链接 ultraata/66 硬盘/cdrom, 链接 ultraata/100 硬盘/cdrom, 链接 ultraata/133,ttl ttl ttl ttl ttl,40线电 缆 40线电 缆 80线电 缆 80线电 缆 80线电 缆,pci变种,pmc-扣板结构 装载在主板上,compactpci-eurocard结构 无源底板 minipci-便携系统新标准 有i,ii,iii类三,种连接器,carbus -便携系统 点到点连接 pcmcia结构形式,agp-agp1x,2x,4x,8x,pci-x-向后兼容pci,最高带宽1gb/sec,pci,pci-x与pci express,总线,数据位宽 工作频率 最高速度,说明,pci,32 64 64,33mhz 33mhz 66mhz,133mb/s 266mb/s 533mb/s,pci 1.0 pci 2.2, pci 2.3, pci 3.0仅支 持3v插卡 64位用于服务器,pci-x 1.0,64 64 64,66mhz 100mhz 133mhz,533mb/s 向后兼容 主要用于服务器等 800mb/s 高端产品,如 scsi卡 gb以 1.06mb/s 太网,pci-x 2.0 pci express,64 64 x1 x2 x4 x8 x16 x32,266mhz 533mhz 2.5ghz 2.5ghz 2.5ghz 2.5ghz 2.5ghz 2.5ghz,2.1gb/s 4.3gb/s 312mb/s 625mb/s 1.25gb/s 2.5gb/s 5gb/s 10gb/s,向后兼容 用于10 gb以太网, 10gb光纤, infiniband等应用 pci express与pci硬件不兼容 但软件兼容 速度与pci-x 533相当 速度与pci-x 1066相当,带pci总线的pc系统结构 533/800mhz 前端总线,agp图形接口 ac97音频接口,gmch,单/双通道 ddr-333, ddr2-400 or ddr2-533 serial ata 接口,8个高速usb 2.0接口,pci总线 pci 总线插槽,ide插座,pci express连接器,pci express-共享交换机 pci 总 线 pci express链路,pci express共享交换机,pci 共享总线,pci express优点,高性能 pcie x1的带宽比pci高1倍多,下一十年的总线 同步数据传输,pcie带宽与信道数量呈正比 可用带宽是双向的 i/o简单,qos能保证数据采集 用需求 容易使用,多媒体应,信号少,ic管脚少,支持热插拔,传输距离长 分层架构,pcie设备多种多样 例如: siom (服务器i/o模块 expresscard (类似笔记本电脑的 pcmcia)等,物理层,提高传输速度,软件兼容性,保护软件投资,带pci express总线的pc系统结构 533/800mhz 前端总线,pci express x16 图形接口 高保真音频接口 8个高速usb 2.0接口,gmch 4 pci express* x1 通道,单/双通道 ddr-333, ddr2-400 or ddr2-533 2 serial ata 接口 ide插座 pci 插槽,picmg 1.0 pci/isa总线,1994年10月发表picmg 1.0标,准,由isa和pci两种总线组成,pci总线: 兼容pci 2.2 可直,接支持4个pci插槽,使用pci-pci桥 可支持更多,pci插槽,picmg 1.2 embedded pci-x总线,2002年1月发表picmg 1.2标准 与picmg 1.0尺寸一样,原picmg 1.0的isa总线由pci-x,总线取代,可支持两条总线 pci和pci-x pci-x只能支持12个插槽 5个,负载,picmg 1.3 cpu卡,fsc-1811v2na主板支持picmg 1.3标准,compactpci机箱(1),compactpci机箱(2),compactpci系统单板,compactpci背板,compactpci连接器(2),compactpci连接器(3),长短不同的针用 来控制电源和信 号的接通顺序,compactpci hot-swap,compactpci hot-swap级,基本 完全,高可用性,compactpci与工业pc比较(1),无源背板 针- 孔式连接 嵌入式,compactpci板由 上下导轨 前面 板拉手条 背板 共同固定 非常 坚