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pc104总线简介PC/104(pc104)是一种嵌入式的总线规范。提到PC/104，我们就必须提及著名的ISA总线，因为这二者之间有着天然的联系。+ 5 vsx* c7 F( X9 A; |# ( Q2 k8 Y- J 1981年，美国IBM公司制造出了世界上第一台个人计算机PC机，与此同时，IBM提出了PC总线（PC/XT总线），这是一种8位总线。 1984年，提出PC/AT总线，这是一种16位总线。而为了开发与IBM PC 兼容的外围设备，行业内便逐渐确立了以IBM PC 总线规范为基础的ISA（工业标准架构：Industry Standard Architecture ）总线。1987年IEEE正式制订了ISA总线标准。i v. j B8 F2 E: ! s& D, A9 d8 I% 8 x, u2 V% & J PC/104(pc104) 是ISA(IEEE-996)标准的延伸。1992年PC/104作为基本文件被采纳，叫做IEEE-P996.1兼容PC嵌入式模块标准。PC/104 是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。IEEE-P996是ISA工业总线规范，IEEE协会将它定义IEEE-P996.1，PC/104实质 上就是一种紧凑型的IEEE-P996，其信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不同，是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系 统。其小型化的尺寸（90x96mm），极低的功耗（典型模块为12瓦）和堆栈的总线形式(决定了其高可靠性)，受到了众多从事嵌入式产品生产厂商的欢 迎，在嵌入式系统领域逐渐流行开来。截止目前，全世界已有200多家厂商在生产和销售符合PC/104规范的嵌入式板卡。# p6 P; _8 l1 A2 v+ h% F0 k9 i1 ?% B: H$ g7 F/ o 实际上，早在PC/104规范诞生之前，1987年就产生了世界上第一块PC/104板卡，由于其固有的优点，在国际上制订统一的规范之前，一直有许多 厂商在生产类似的嵌入式板卡。到了1992年，由业界著名的RTD公司和AMPRO公司等12家从事嵌入式系统开发的厂商发起，组建了国际PC/104协 会，得到了全世界众多厂商纷纷响应，从此PC/104技术的发展走上了康庄大道。1992年，Intel提出了PCI总线，将总线频率提高到了 33MHZ。1997年2月PC/104协会根据PC技术的发展形势，由其技术委员会牵头，主持制订了PC/104+总线，2003年11月PC/104 协会技术委员会又制订了PCI-104总线。CEDN论坛8 ?9 M2 h& a/ X/ M D% X$ w, A, d?- ?$ h5 e 从PC/104技术的发展历史中可以看出，PC/104来自于“群众”，来自于实践发展的需要，并且自身在随着PC技术的发展而不断地发展。从实践中来，有着众多厂商的支持，使得PC/104技术具有天然的旺盛生命力。- W6 r- q, D( M! # yCEDN论坛2 y e/ 7 z- n 后PC时代，嵌入式系统的发展风起云涌，波澜壮阔。在这一历史洪流中，众多的嵌入式系统规范争奇斗艳，各种嵌入式板卡令人眼花缭乱。但从目前 PC/104的号召力和众多的厂商支持来看，其在嵌入式领域举足轻重的地位还没有哪一种规范能够企及。我们相信，在国际PC/104协会的带领下，PC /104技术的发展前景必将无限光明。7 MH; 3 _* k0 F3 k# z9 L! K# - H3 j! c8 / y( 1 g! z2 TPC/104的优点# C4 ?, D& Y1 J j7 P: CEDN论坛, G% 2 g4 w1 x8 0 g$ S 小尺寸9 Q+ D2 U4 P7 T vCEDN论坛 PC/104的板卡标准尺寸为90mmX96mm（比一本新华字典还要小很多，而传统桌面PC系统的板卡尺寸为315mmX122mm），这样小的尺寸使得PC/104、PC/104+和PCI-104模块板成为了嵌入式系统应用的理想产品。- v; Z0 d6 u ?0 U6 hZ M1 s3 | R! 9 0 b* Y c 开放的高可靠性的工业规范; z9 m0 X* Y+ V- l; P4 B3 q PC/104、PC/104+和PCI-104产品在电气特性和机械特性上可靠性极高，功耗低，产生热量少。板卡与板卡之间通过自堆栈进行可靠的连接，抗震能力强。全世界有超过200家公司使用这些开放的规范来生产和销售各种PC/104模块板。0 x( R1 l2 T$ c; f. R: v( B/ f; w: t3 j B$ W 模块可自由扩展- m C E8 N f w6 f) 8 PC/104模块具有灵活的可扩展性。它允许工程师互换及匹配各种功能卡，可随系统的需求而升级CPU的性能。增加系统的功能和性能只需通过改变相应的模块即可实现。 n( e$ R y; I; _U+ Z+ l$ c o0 M# NO; V7 y2 低功耗* l5 X/ h9 u8 e6 L( l+ C; 4mA的总线驱动电流，即可使模块正常工作，低功耗有利于减少元件数量。各种插卡广泛采用VLSI芯片、低功耗的ASIC芯片、门阵列等，其存储采用大容量固态盘（SSD）。6 P( A2 ?- m& d: G, r+ j$ I4 z+ b: A# b7 O6 k- t 堆栈式连接% M$ M8 p 1 w( n2 j 这种结构取消了主板和插槽，可以将所有的PC/104模块板利用板上的叠装总线插座连接起来。有效减小整个系统所占的空间。9 L: U2 e4 f$ l$ F0 e6 - D f% m7 W$ a( O C, I I 丰富的软件资源! I1 y; w& J. g3 C+ V 与PC系统兼容的操作系统、开发工具、应用软件都可以运行在PC/104系统中。这使得用户可以随时利用无处不在的PC系统丰富的软件资源，从而降低软 件购买、学习、培训等方面的成本。此外，在许多PC/104系统的设计中，大量的实时操作系统已经被成功地应用。CEDN论坛. X1 x2 x7 u* v8 C+ E T9 R( x- M. . b K6 R; Z 大大简化系统设计的复杂性$ / E( d. K9 W0 ) M9 D 通过使用PC/104、PC/104+和PCI-104模块，用户可以将精力集中于末端系统设计及功能设计上。不用为CPU及其外围器件之间的复杂接口 关系花费时间。PC/104模块的“（plug-together-write-application-software）”设计方法确保了设计者面向 市场的最快响应速度。2 V4 r* f3 $ Q+ ; Y y3 p8 N7 h. s9 i j# CEDN论坛 总之，PC/104凭借紧凑的外形、成熟的标准体系结构、专业设计、专业生产带来的高可靠性，将广大硬件工程师引入了一个更高的层次，标准的PC兼容体 系结构大大减少了软件工程师的工作量。模块化、通用化的系统更易于维护、易于扩展、易于系列化、易于升级。大大减少了重复学习、重复开发的成本。0 X k& Q7 Y; E- u d$ * Y4 |( q# ?# L! L- PC/104技术的未来发展前景 : Z6 M8 K0 ; S: o, o ( x9 : x2 3 F+ z/ Y. r 今天，PC/104、PC/104+、PCI-104产品已经被广泛应用于商业、工业、航空以及军用等领域，其在商业及商用现货领域作为嵌入式系统理想 解决方案的这一主导地位，已经得到大家的一致认可。“堆栈型PC”已经被证明是一种能够广泛应用于各种场合的坚固的、可靠的及高性价比的嵌入式系统解决方 案。所有这一切决定了PC/104产品的发展前景无限光明。众多厂商及广大用户对“堆栈型PC”的青睐使得PC/104产品能够方兴未艾，并且长久不衰。 由于PC/104系统与传统PC系统的兼容，并且具有丰富的开发工具和软件资源，使其成了广大用户最喜欢的选择。w2 r l* D, D$ PCEDN论坛5 M7 ( # e7 Y7 S8 ; i 其它的嵌入式系统规范总是试图切入PC/104的市场，然而它们与生俱来的先天不足限制了它们的广泛应用。CompactPCI是一种了不起的嵌入式标 准，但却具有昂贵的连接器和背板；PMC的局限性在于它只允许一块附加插卡；其它一些采用大板卡的规范由于使用插卡式内存，对系统的可靠性带来了致命的影 响。7 Q( d9 % y4 v4 b3 ?6 R s W4 + H& sd PC/104具有非常灵活的模块化配置功能。开发者可以根据自己的需求，准确选择他们所需要的功能模块，用于构建自己的系统，还可以为系统配备极其坚固 的外壳。用PC/104模块构建的系统体积非常小巧，但功能却十分强大。PC/104模块板的功能十分丰富，包括CPU、I/O、DSP、无线网络以及 GPS等等。用户在桌面PC系统中能够找到的每一种功能，都可以在PC/104系统中实现，并且软件也易于配置。PC/104系统可以运行DOS、 Windows以及众多的实时操作系统，这些特点使得PC/104系统的软硬件配置实现起来非常容易。9 q( b6 e- S- i B( US, _; VCEDN论坛- x* R+ t) f) x4 o5 - HCEDN论坛 PC/104的未来将如何发展？回顾一下它的成长历史，也许我们能够从中找到答案。$ I9 X) T- F; W1 o$ c, fCEDN论坛% $ M; Y; R) n2 b& L) _5 S 1992年，PC/104规范在最初发布的时候，ISA总线在桌面PC中的应用已经超过了10年。在这十年时间里，ISA总线被证明是一种非常成熟的技 术。ISA总线的下一代替代技术也正呼之欲出。PC/104的出现，为广大嵌入式系统制造商提供了一种全新的选择，极大地拓展了他们产品设计制造的范围。 桌面PC市场也正在不断变化，EISA、Micro-Channel、VL及PCI都是当时下一代总线的有力竞争者。) b; H1 t6 * Z( y1 _2 C7 * u+ 0 z, w6 _! c5 6 A/ % G 然而，EISA和Micro-Channel很快就退出了竞争。早在80年代后期，VL总线和PCI总线互相竞争得难解难分时，PC/104总线诞生 了，它采用了成熟的ISA总线技术。到了1997年，PCI总线已经在和VL总线的竞争中大获全胜，PC/104+规范适时诞生，在定义中增加了对PCI 总线的支持。堆栈型PC又一次采用了已经证明的成熟的技术。今天，堆栈型PC已经将ISA和PCI总线集于一身。而当桌面PC丢掉ISA总线时，堆栈型 PC又适时迎来了PCI-104。当然，这只是刚刚开始，在未来的嵌入式系统领域，更新的技术仍将会被堆栈型PC按照它特有的方式所采纳。8 m: R* p G5 J+ N# z, o2 D$ A. i ?/ F& m5 * L+ r 那么，接下来的新技术会是什么呢？我们知道，桌面PC技术走到了又一次选择的十字路口。3GIO、RapidIO、InfiniBand、 HyperTransport、StarFabric，这些都是可能的选项，但别忘了，游戏只是刚刚开始。ISA和PCI以其技术上的成熟在今天的嵌入式 领域，成为了广大用户当仁不让的选择。堆栈型PC在耐心等待，等待未来桌面PC技术竞争者中王者的出现，等待一种新技术的成熟。到那时，堆栈型PC会采纳 这种新技术，从而推动PC/104技术能够始终与时俱进。3 7 _9 Y4 R, ! s7 M% Z, I. q, j. PC/104 的发展前景非常看好，“堆栈型PC”的前途无限光明。利用成熟的桌面PC技术，利用丰富的PC软件资源，使得PC/104技术如虎添翼。不断谨慎增加一些 成熟的PC技术，比如增加对PCI总线控制的支持，实现超过4块PCI附加模块板的堆栈；增加对未来PC技术的支持，比如支持PCI Express等。这些将使得PC/104能够紧跟PC技术前进的脚步，同时不断满足广大客户的新需求。我们期待国际PC/104协会为PC/104描绘 更加美好的蓝图。7 p) S$ P9 Z/ b9 I8 G5 e. t, T# D, T2 O; A9 H4 A. Q( I7 a8 v. xZ, |6 y5 ; | 美国RTD公司是世界著名的PC/104厂商，自1985年成立以来，一直专注于PC/104嵌入式产品的设计与生产，目前已形成最齐全的产品线。其产 品分为PC/104模块板、PC/104加固型系统、开发配件、开发系统等四大系列，共有300多种产品。配套齐全的产品线在业界独树一帜。8 H# q% D: s# C4 / ?3 * m0 L! |) J RTD公司的产品定位于高端市场，其产品以精湛的工艺，精良的选材，有口皆碑的可靠性，满足美国苛刻的军用标准而被美国军方长期推荐为军品的商用现货。7 U5 2 J% : G1 q0 ?# r& p0 G9 F2 v# Y# CEDN论坛 RTD公司有着严格的质量管理体系，公司通过了国际质量体系标准ISO9001:2000认证。独特的11项质量管理制度，涵盖从器件的采购、OEM供 货商的选择、资质认证、产品的设计、制造、不合格产品的分析处理、制造设备的校验、质量管理人员的培训、公司管理