ЖУРНАЛ СТА 1/2011

печивает широкополосные варианты линков PCI Express (четыре x4 PCIe, два x8 PCIe и т.д. на двух разъёмах ХР2 и ХР3) и тыльный ввод/вывод, а также поддерживает возможность обеспече ния повышенного энергопотребления как ныне применяемых, так и перспек тивных моделей процессоров. Перифе рийные слоты обеспечивают возмож ность поддержки процессорных плат (тип 1), а также поддержку плат, не тре бующих широкополосной передачи данных шире x8 PCIe (тип 2). Кроме то го, на бекплейне установлены гибрид ный слот, обеспечивающий поддержку PCI32 и PCIe, унаследованный (или традиционный) слот, служащий для возможности подключения плат в стан дарте CompactPCI PICMG 2.0, и слот коммутатора. Архитектура и техничес кие решения, определяемые специфи кацией для реализации заложенных в неё возможностей, фактически требуют создания новых комплексных решений, так как предполагается активное ис пользование развёрнутой масштабиру емой последовательной коммуникации со всеми присущими техническими ат рибутами (в частности, с коммутатора ми, встроенными или установленными на объединительной панели). Эта прогрессивная спецификация, безусловно, требует серьёзных капи тальных вложений для реализации за ложенной в ней идеологии, что в наше время несколько расходится с домини рующими тенденциями, ориентиро ванными в основном на экономию (COTS технологии). Кроме того, в спе цификацию не интегрированы в явном виде некоторые современные последо вательные интерфейсы, доказавшие свою состоятельность (речь идёт о Gigabit Ethernet, SATA/SAS, USB 2.0). П РАГМАТИЗМ КАК ОСНОВА ФИЛОСОФИИ СПЕЦИФИКАЦИИ История развития технических ре шений говорит о том, что потенциаль ной живучестью обладают те из них, которые обеспечивают разумный ба ланс между предыдущими наработка ми и возможностью использовать со временные спецификации. Давайте попробуем посмотреть на необходи мые ресурсы подсистем в некоторой «усреднённой» системе управления. Одной из основных её подсистем явля ется подсистема ввода/вывода. Надо признать, что в подавляющем большин стве случаев нет необходимости в уве личении скорости доступа к перифе рийным платам, осуществляющим ввод/вывод, так как скорость физичес ких процессов, данные которых обра батываются ими, существенно медлен нее, чем время обмена данными между процессором и периферийной платой. Это же относится и к периферийным платам, осуществляющим управление физическими процессами. К класси ческим примерам можно отнести из мерение температуры, которая прин ципиально не может скачкообразно измениться, либо управление через цифровой выход реле или механичес кими исполнительными устройства ми. К базовым подсистемам также от носятся подсистемы хранения дан ных и визуализации. Здесь уже оче видна необходимость в увеличении пропускной способности интерфейса связи, что, собственно, мы объективно и наблюдаем как в офисных вариантах настольных систем, так и в промыш ленных компьютерах (например, в промышленных компьютерах, исполь зующих процессорные платы специ фикации PICMG 1.3). Тотальный пере ход на последовательные интерфейсы Serial ATA для подсистем хранения данных и PCI Express для видеоподсис тем не оставляет сомнений в своей це лесообразности, практика таких реше ний стала стандартной. Собственно, эти интерфейсы разра ботчики процессорных плат в формате cPCI уже давно используют как интер фейсы связи с платами мезонинов, обеспечивающими возможности раз работки «вариантных компоновок» расширения функционала процессора. Но дело в том, что специфика органи зации связи мезонинов с процессор ной платой часто не позволяет сторон ним производителям участвовать в по явлении актуальных вариантов таких расширений, делая использование данных системных интерфейсов для конкретной процессорной платы фир менно зависимым. В то же время для настольных систем вынесение PCI Express для организации видеоподсис темы, очевидно, способствует разнооб разию предлагаемых решений, что оп ределяется как разнообразием чипов видеопроцессоров от разных произво дителей, так и разнообразием функци ональных возможностей видеокарт в рамках линейки одного производите ля. То есть вынесение этих стандарт ных интерфейсов в поле стандартизо ванного форм фактора было бы благом с точки зрения увеличения вариантов технических решений для таких под систем; кроме того, пространственное разнесение при этом процессора, видео процессора и подсистемы хранения (на мезонинах часто предполагается возможность крепления 2,5" HDD) создаёт условия для улучшения распре деления тепла в системе. Очевидно, что внешние интерфейсы позволят ис пользовать вновь разработанные пери ферийные платы ввода/вывода или подсистем хранения, требующие уве личенной скорости обмена между про цессором и этими платами, которые нередко представляют собой достаточ но интеллектуальные устройства с пред обработкой входных сигналов (напри мер, плата цифровой фильтрации на DSP процессорах). Если мы говорим о желаемой преем ственности интерфейсов, ставших не отъемлемой частью современных сис тем управления, не стоит, наверное, от казываться и от наличия шины USB, которая позволит использовать нара ботанный парк внешних устройств с малой и средней скоростью обмена 8 СТА 1/2011 ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ www.cta.ru Рис. 4. Организация системной шины в соответствии со спецификацией PICMG 2.30 WiFi Внешние слоты расширения Системный блок ЦПУ Концентратор / Контроллер ввода/вывода Плата сети Периферийный процессор Видеокарта Плата сети Плата ввода/вывода Плата ввода/вывода PCI Express SATA USB PCI Express Шина PCI 32 бит 32 бит 32 бит Ethernet Плата твердотельных дисковых накопителей © СТА-ПРЕСС