ЖУРНАЛ «СТА» 3/2016

86 СТА 3/2016 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ www.cta.ru И СТОРИЯ СТАНДАРТА C OMPACT PCI Спецификация CompactPCI (PICMG 2.0), появившаяся в конце 1990-х годов, во многом опирается на свою предше- ственницу – PCI 2.1. Шина CompactPCI также является синхронной, мульти- плексируемой и параллельной, одна- ко предполагает использование кон- структива Евромеханика. Стандарт PICMG 2.0 нашёл широкое примене- ние в промышленной автоматике и те- лекоммуникациях, но с постепенным увеличением требований к пропускной способности и, как следствие, перехо- дом на последовательные шины, полу- чил развитие в виде спецификации CompactPCI PlusIO (PICMG 2.30). Она появилась в 2009 году и являлась про- межуточным звеном в переходе к после- довательным интерфейсам. Она сохра- няет механическую совместимость с разъёмами базовой спецификации PICMG 2.0, но существенно увеличива- ет пропускную способность (4 канала Ethernet и 4 канала PCI Express) и до- полнительно поддерживает интерфей- сы SAS/SATA и USB. Стандарт Com- pactPCI Serial (PICMG CPCI-S.0) по- явился в 2011 году и ознаменовал пол- ный переход к применению последова- тельных каналов передачи данных. Он поддерживает интерфейсы PCI Express, USB 2.0/3.0, Gigabit Ethernet и SAS/ SATA и использует новый тип экрани- рованных разъёмов, позволяющий под- нять суммарную пропускную способ- ность до 32 Гбит/с, что сравнимо со стандартами AdvancedTCA и MicroTCA при существенно меньшей цене. О СНОВНЫЕ ЗАДАЧИ БЛОКОВ ПИТАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ C OMPACT PCI Для подачи требуемых напряжений постоянного тока на компоненты си- стемы CompactPCI предназначены встраиваемые источники питания. В их задачи входит обеспечение безопасной гальванической развязки, необходимой для преобразования напряжения, а так- же сглаживания помех и колебаний. Всё в тех же целях безопасности устанавли- вается ограничитель выходного тока, который предотвращает разрушитель- ное действие больших токов в случае короткого замыкания на плате. Важны- ми техническими требованиями к ис- точникам питания являются защита от перенапряжения, грозозащита и элек- тромагнитная совместимость (ЭМС), касающиеся как защиты от импульсно- го воздействия, так и помехозащищён- ности. Приведённые требования регу- лируются законодательно и докумен- тально подтверждаются в Европе зна- ком СЕ и декларацией соответствия. В системах CompactPCI, как правило, используются напряжения питания +5 и +3,3 В (для процессоров) и ±12 В (например, для жёстких дисков и венти- ляторов). Особняком здесь стоит стан- дарт CompactPCI Serial, требующий все- го одного напряжения питания +12 В с максимальной подводимой мощ- ностью 79,8 Вт на каждый модуль 3U и 171 Вт на каждый модуль 6U соответ- ственно. При этом все необходимые на- пряжения питания для каждой из плат расширения CompactPCI Serial обес- печиваются вторичным преобразовате- лем питания, расположенным на самой плате. Поскольку энергопотребление современных высокопроизводительных процессорных плат только растёт, со- хранение низких напряжений питания приводит к чрезмерным значениям то- ка и сильному нагреву проводников. В свою очередь организация разводки питания внутри объединительных плат делает нецелесообразным увеличение сечения проводника, оставляя един- ственное разумное решение – увеличе- ние напряжения. Такой подход к орга- низации питания, применённый в стан- дарте CompactPCI Serial, не является уникальным, а отражает общую тенден- цию. Например, стандарт AdvancedTCA, позволяющий строить самые высоко- производительные системы, работает с единым напряжением питания –48 В постоянного тока. Также важной осо- бенностью технологии CompactPCI Serial является наличие у системного контроллера возможности управления питанием, например при наступлении определённого события (wake on LAN– включить систему по сигналу локаль- ной сети, wake on modem – включить систему по сигналу от модема и т.п.). Это позволяет использовать функции, реализованные во всех современных процессорах и чипсетах, при построе- нии системы. Источники питания для нового поколения систем CompactPCI Юрий Тимонин, Виктор Гарсия За пятнадцать лет существования стандарт CompactPCI не только зарекомендовал себя как отличная платформа для построения встраиваемых компьютерных систем, но и сохранил актуальность, поскольку перешёл с параллельных шин на высокоскоростные последовательные. Однако вместе с пропускной способностью и вычислительной мощью выросли и требования к электропитанию. Вопросам организации питания в системах на базе стандарта CompactPCI посвящена эта статья.