ЖУРНАЛ СТА 1/2011

шины ISA создаёт дополнительные 10% свободного места на плате, что позволя ет увеличить функциональность плат за счёт реализации дополнительных функ ций ввода вывода. В данном форм фак торе плата функционирует только по шине PCI. Но если ISA используется как шина расширения компьютерных систем с процессорной архитектурой x86, то шина PCI может применяться и при других архитектурах, таких как XScale, PowerPC, ARM и FPGA. EBX (Embedded Board eXpandable) по лучил статус спецификации консорциу ма PC/104 в 2005 году, хотя разработан был ещё в 1997 году. Этот стандарт опре деляет одноплатные компьютеры боль шего размера 5,75" × 8,00" (146 × 203 мм) с шиной расширения PC/104 Plus. Боль ший размер позволяет вместить в про цессорную плату большую функцио нальность и уменьшить общее число плат в системе. Очень многие постав щики предлагают платы EBX в добавле ние к сотням различных плат стандар тов PC/104 Plus и PCI 104. EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing) был принят консорциумом в 2005 году. Принятие этого форм факто ра было продиктовано необходимостью применения плат промежуточного раз мера между PC/104 и EBX. Плата EPIC имеет размеры 4,5" × 6,5" (115 × 165 мм) и позволяет использовать современные процессоры. Стандарт определяет зоны ввода вывода и наличие таких функ ций, как Ethernet, последовательные порты, цифровой и аналоговый ввод вывод, видео и т.д. В 2008 году в соответствии с текущи ми тенденциями развития компьютер ной индустрии в стандарт PC/104 были введены современные последователь ные интерконнекты PCI Express и USB и приняты новые форм факторы PCI/104 Express, PCIe/104, EPIC Ex press и EBX Express. Их основная осо бенность определяется тем, что было принято решение отказаться от шины ISA и заменить её новой шиной, вклю чающей в себя 4 PCIe x1, 1 PCIe x16 и USB. Для этого были разработаны спе циализированные разъёмы, сохраняю щие механическую совместимость с соединителями плат предыдущих спе цификаций и способные пропускать высокоскоростные сигналы. Таким об разом, новые спецификации сохраняют базовые преимущества стандарта, такие как компактные размеры и высокая ме ханическая прочность, прибавляют в производительности и, в конечном счё те, расширяют возможности готовых встраиваемых систем. Основные особенности форм фак торов, принятых в рамках стандарта PC/104, представлены в табл. 1. Подробнее познакомиться со всеми спецификациями, доступными к сво бодной загрузке через регистрацию, а также с полным перечнем компаний и продукции можно на официальном ре сурсе консорциума www.pc104.org. О СНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ РАБОТЫ В ЖЁСТКИХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ В таких отраслях, как железнодорож ный транспорт, авиация, военная про мышленность, автомобильный транс порт и т.д., к аппаратным средствам уп равления предъявляются высокие требо вания в отношении возможности их на дёжной работы при воздействии различ ных дестабилизирующих факторов (по вышенная вибрация, ударные нагрузки, широкий диапазон изменения темпера тур и др.). Разработчикам современных средств управления постоянно прихо дится сталкиваться с выбором базового стандарта аппаратной реализации, и ос новными критериями выбора, кроме ра ботоспособности в жёстких условиях эксплуатации, также являются удобство разработки программного обеспечения, широкий выбор функций, независи мость от одного поставщика. Что же здесь стандарт PC/104 может предло жить разработчикам систем управления для ответственных применений? Одной из главных особенностей стан дарта PC/104, заложенной с момента его разработки, является ударо и виб роустойчивая модульная конструкция. Передача информации осуществляется по шинам данных, выполненным в виде разъёмов. Такое решение позволяет рас полагать платы одну над другой с соеди нением через эти разъёмы. Кроме того, соединение плат осуществляется с по мощью дополнительного 4 точечного крепления, что в результате формирует защищённый от механических воздей ствий конструктив. Таким образом, за механическую прочность конструкции PC/104 отвечают и сами шинные разъё мы, и 4 точечное жёсткое крепление плат между собой. Система с такой конструкцией способна работать при высокой вибрации и ударных нагрузках. Однако не только решения на уровне общей конструкции обеспечивают за щиту от механических нагрузок. Так, в этих же целях большинство производи телей процессорных и периферийных модулей полностью распаивают все компоненты (микропроцессор, память и т.д.) на плате; в дополнение на самих платах применяются не стандартные компьютерные разъёмы для ввода вы вода данных, а защищённые разъёмы. Подобные локальные меры вносят свой весомый вклад в повышение устойчи вости системы к механическим воздей ствиям в целом. Платы в формате PC/104, как прави ло, предназначены для эксплуатации в расширенном температурном диапазоне от –40 до +85°C, а в некоторых случаях и от –50 до +85°C. Поэтому для повыше ния надёжности работы в таких услови ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 23 СТА 1/2011 www.cta.ru Таблица 1 Основные особенности форм факторов, принятых в рамках стандарта PC/104 ФОРМ ФАКТОР ТИП РАЗМЕР (мм) ШИНА ОСОБЕННОСТИ PC/104 Стековая концепция 90 × 96 ISA Малый размер, стековая конструкция PC/104 Plus Стековая концепция 90 × 96 ISA + PCI Малый размер, высокоскоростная шина, больше возможностей по расширению функционала с помощью шин ISA и PCI PCI 104 Стековая концепция 90 × 96 PCI Малый размер, высокоскоростная шина, используется только шина PCI PCI/104 Express Стековая концепция 90 × 96 PCIe + PCI Малый размер, современная высокоскоростная шина PCIe PCIe/104 Стековая концепция 90 × 96 PCIe Малый размер, только шина PCIe EBX Материнская плата 146 × 203 ISA + PCI Большие размеры позволяют размещать больше функциональных элементов на плате. Кроме того, есть возможность отвести больше тепла, что позволяет применять высокопроизводительные процессоры EBX Express Материнская плата 146 × 203 PCIe + PCI Все преимущества форм'фактора EBX, плюс шина PCIe EPIC Материнская плата 115 × 165 ISA + PCI Все необходимые разъёмы расположены на плате, что позволяет не использовать большое количество кабелей. Увеличенный размер предоставляет возможность использовать высокопроизводительные процессоры EPIC Express Материнская плата 115 × 165 PCIe + PCI Все преимущества форм'фактора EPIC, плюс шина PCIe © СТА-ПРЕСС