CPCI案例与规范介绍

1、CPCICPCI助力构建高可靠军用计算机平台助力构建高可靠军用计算机平台技术服务中心技术服务中心凌华科技（中国）有限公司凌华科技（中国）有限公司主题主题Part1CPCI应用案例CPCI规范介绍Part2ATCA应用案例ATCA规范介绍2PICMG介绍介绍PICMG1.0/1.2/1.3(SBC)PICMG 2.0 (compact PCI)PICMG 3.0 (aTCA)PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group)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

2、目前是PICMG的Executive Member (执行委员）4PICMG 1.x 产品图示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 主流市场应用主流市场应用n军工军工: 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自动化自动化: 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行业应用行业应用 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 刀片式服务器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智能调度交换机智能

8、调度交换机配置配置型号型号系统ADLINK CPCIS-6400或cPSB-800主板ADLINK CPCI-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，内部调度电话支持二线、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.110 CT bus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。传统服务器在数据中心的应用传统服务器在数据中心的应用lISP提供商为了满足高访问量的Web服务器可靠运行需要，需要用多个服务器组成高密度的群集（web&am

9、p;database）。l数据中心空间有限，租金昂贵，传统台式服务器被机架式服务器取代。l1U 机架式服务器已经到达了体积极限l数据中心需要更高密度的群集计算替代方式：刀片式服务器是密集群集计算的最佳选择刀片式服务器是密集群集计算的最佳选择刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内插装多个卡式的服务器单元，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.刀片是服务器的密度是机架式服务器的2-3倍.基于PICMG 2.16刀片式服务器使得群集服务器的管理变的非常简单.工业计算机总线发展历史工业计算机总线发展历史ISAVMEVXIPICMG 1.0Co

10、mpactPCIPXI量测领域总线带宽嵌入式应用现场应用高可靠应用PC-104+ISA Bus (Industrial Standard Architecture)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 - 16 bit 8MB/sOS支持：DOS,win9x,NT。开发工具众多PCI Bus (Peripheral Component Interconnect)连接头 金手指, 120 pins/32 bit,184 pins/64 bit扩展性 最多10个负载或5个

11、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/64bit PCI-XOS支持：DOS，windows，Linux,开发工具众多VME Bus (VersaModule-Eurocard）卡片尺寸 - 3U 和 6U Eurocard (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/s OS支持：UNIX、VxWorks、PSOS 。O

12、S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, VMEbus Intl. Trade Association http:/传统大母板结构传统大母板结构PCI卡处理器缺点：不易维护PICMG 1.0规范规范缺点：连接不可靠结论：需要可靠、高性能、开放的总线结论：需要可靠、高性能、开放的总线从技术角度看从技术角度看: :ISA ISA ：不可靠，低性能，：不可靠，低性能，开放开放VME VME ：可靠，高性能可靠，高性能，不开放，不开放PCI PCI ：不可靠，：不可靠，高性能，开放高性能，开放从应用角度看从应用角度看: :许多现有应用程序建立在许多现有应用程序建立在P

13、CIPCI总线上总线上PC PC 平台平台 (MS-Windows/Linux & Intel CPU) (MS-Windows/Linux & Intel CPU) 是最流行的平台是最流行的平台 我们需要可靠的我们需要可靠的PCIPCI总线总线 ！Compact PCICompact PCI什么是什么是CompactPCIPCI总线Eurocard（欧规卡结构） CompactPCI CompactPCI 的的9大优点大优点 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 的固定方式的固定

14、方式前面板螺丝固定针孔连接头导轨导轨CompactPCI 抗振性抗振性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2mm3U cPCI具有2个接头6U cPCI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 抗振性抗振性CompactPCI 热插拔技术热插拔技术短针: Enable (IDSEL, BD_SEL#)中等长度: PCI Signals长针: Power/GroundCompactPCI 热插拔特性热插拔特性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CPC

15、ISWLEDon#CompactPCI 热插拔技术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背面。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

16、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）CompactPCI ESD 静电导出条静电导出条CompactPCI具有3段静电导出条 - 第1段: 通过10M ohm电阻将使用者的静电导出到大地 - 第2段: 通过10M ohm电阻将卡上的静电导出到大地 - 第3段: 通过10M ohm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

17、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后走线板后走线板网络扩展航插方案