ЖУРНАЛ СТА №3/1998

17 3/98 ОБЗОР АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА PC/104+ Стандарт PC/104+ был предложен в 1997 году консорциумом PC/104 Con- sorcium, куда входят компании, под- держивающие мезонинные техноло- гии PC/104. Стандарт определяет как геометрические размеры мезонинных модулей (90 × 96 мм), так и расположе- ние разъемов шин расширения, разде- ленных на две части (рис. 4). Логичес- кие сигналыпервой части соответству- ют шине ISA, а сигналы второй части в основном повторяют 32-разрядную шину PCI. Спецификации PC/104+ не предусматривают 64-разрядного рас- ширения и не используют несколько сигналов из основного стандарта PCI. Существенное отличие шины PC/104+ от многих других мезонинных техно- логий состоит в том, что на плате-но- сителе может располагаться несколько модулей расширения в виде этажерки. PCMIP PC-MIP представляет собой новый стандарт мезонинных модулей расши- рения, разработанный несколькими компаниями в рамках ассоциации VITA. Определены два основных типа моду- лей: Type I — размером 47 × 90 мм и Type II размером 47 × 99 мм с фронталь- ным разъемом. Для обоих типов предус- мотрены модули двойного размера ши- риной 94 мм. Соединение модуля с пла- той-носителем осуществляется с помо- щью трех 64-контактных разъемов то- го же типа, что применяются в модулях PMC. Два разъема (J1, J2) содержат сиг- налышины PCI, а третий (J3) предназ- начен для линий ввода/вывода. PC-MIP по существу является симбиозом моду- лей M-Modules и IndustryPack с шиной PCI. Первые изделия в новом стандарте появились на рынке совсем недавно. Почему PCI? Закончив краткое рассмотрение ос- новных вариаций шины PCI, давайте зададимся вопросом о причинах ее популярности в промышленных и других встраиваемых системах. По- видимому, основную роль здесь игра- ет растущее признание PCI в качестве стандартной шины для офисных пер- сональных компьютеров, что имеет сразу несколько последствий. Во-пер- вых, это наличие большого числа де- шевых электронных компонентов, ориентированных на шину PCI, а во- вторых, это большой задел программ- ного обеспечения как в области сис- темного ПО, так и в области драйве- ров устройств ввода/вывода. Следую- щее, что необходимо отметить, — это независимость PCI от типа централь- ного процессора. Сейчас PCI в качест- ве локальной шины используется не только в системах с микропроцессо- ром класса Intel х86, но и для Power PC, Alpha, MIPS и т. п. И, наконец, нель- зя забывать, что пропускная способ- ность шины адекватно соответствует быстродействию современных мик- ропроцессоров. Все это вместе обес- печивает разработчикам встраивае- мых систем сокращение длительнос- ти цикла «от идеи до готового изде- лия», что в условиях жесткой конку- ренции на рынке весьма важно. Здесь читатель может спросить: «Не- ужели все так хорошо и у PCI нет ника- ких недостатков?» Конечно, есть, и они, как обычно, являются продолже- нием достоинств. Так как историчес- ки PCI разрабатывалась в качестве ин- терфейса связи микросхем, она не поддерживает мультипроцессорность и не имеет развитой системы преры- ваний. Кроме того, нагрузочная спо- собность PCI оставляет желать лучше- го. Максимальное число плат расши- рения колеблется от 4 (PCI+ISA) до 7 (Compact PCI), в то время как для тра- диционных шин (например ISA или VME) это число доходит до 20. Для не- которых промышленных приложе- ний, требующих большого числа плат расширения, это может оказаться су- щественным недостатком. Нагрузоч- ная способность PCI может быть уве- личена с помощью специальных мос- тов PCI-to-PCI, однако в ущерб произ- водительности шины. PCI, в отличие от традиционных асинхронных шин, является синхрон- ной, в связи с чем для ее нормальной работы временная диаграмма сигна- лов на шине должна выдерживаться с точностью до 2 нс при длительности периода синхросигнала 30 нс. Из-за этого становится сложнее обеспечи- вать работоспособность системы в ус- ловиях промышленных помех, а так- же в широком диапазоне температур. Какое же место сейчас занимает шина PCI во встраиваемых PC-систе- мах? На рис. 5 показано распределе- ние долей различных шин, согласно результатам исследования, проведен- ного фирмой Embedded Systems Research (ESR). Рисунок отражает со- стояние американского рынка в 1997 году. Видно, что значительная часть систем (20%) вообще не использует какие-либо шины и примерно такую же долю (18%) занимают уникальные шины собственной разработки. При анализе оставшейся части видно, что различные разновидности шины PCI уже составляют около 17% рынка. Всегда ли PCI такая быстрая У всех на слуху большие значения пропускной способности шины PCI. Так, например, через наиболее рас- пространенную 32-разрядную версию PCI с тактовой частотой 33 МГц теоре- тически можно передавать 132 Мбайт в секунду. Давайте, однако, поконкрет- нее рассмотрим вопросы быстродей- ствия шины PCI применительно к про- мышленным системам. Как известно, у PCI линии адреса и данных мульти- плексируются, причем при блоковых передачах по шине достаточно один 0% 5% 10% 15% 20% 25% 1 ISA 25 % 2 Одноплатные компьютеры 20 % 3 Уникальные шины 18 % 4 PC/104 9 % 5 ISA/PCI (PICMG) 7 % 6 PCI 7 % 7 VME 7 % 8 Compact PCI 1 % 9 Другие PCI 2 % 10 Другие 4 % Рис. 5. Использование различных шин в IBM PC совместимых встраиваемых компьютерах