ЖУРНАЛ «СТА» 4/2018

зовавшую конструктив Евромеханика. Эта концепция была названа Compact- PCI, и в скором времени такие компа- нии, как Motorola, Radisys (Intel) и Lucent, проявили к ней интерес, приняв участие в её стандартизации. Одним из первых в мире стандартов консорциума PICMG (PCI Industrial Computer Manu- facturers Group) стал PICMG 2.0. Шина CompactPCI оказалась удачным реше- нием и вскоре получила широкое рас- пространение на рынке промышлен- ных систем и в телекоммуникационной отрасли. Вскоре стандарт CompactPCI потеснил STD и VMEbus в медицин- ских и транспортных приложениях, а также в измерительном оборудовании. Конструктив CompactPCI был основан на механическом стандарте IEC 1101 для плат Eurocard 19 ʺ , отлично показав- шем себя в системах VMEbus. Были так- же разработаны решения с применени- ем кондуктивного охлаждения, что от- крыло CompactPCI дорогу в военные применения (рис. 2). Г ИБРИДНЫЕ РЕШЕНИЯ – C OMPACT PCI P LUS IO И VXS В двухтысячных годах параллельная шина PCI всё больше дополнялась быстрыми последовательными соеди- нениями «точка–точка». В зависимости от типа периферийных устройств и их функций возникают различные стан- дарты интерфейсов. Например, SATA и SAS – это интерфейсы для устройств постоянной памяти, таких как жёсткие диски. USB зарекомендовал себя как наиболее удобный стандарт для под- ключения различных беспроводных или слабосвязанных периферийных устройств – от Wi-Fi-адаптеров, кла- виатур, сенсорных экранов до внешних жёстких дисков и т.д. Помимо тради- ционного применения для сетевых ком- муникаций Ethernet также используется в качестве интерфейса в многопроцес- сорных системах и как полевая шина для децентрализованного ввода-выво- да. PCI Express применяется для под- ключения к компьютеру сильно связан- ных периферийных устройств. В совре- менном компьютере все эти интерфей- сы сосуществуют в пределах одной си- стемы, и каждый из них ориентирован на свой собственный оптимальный диа- пазон приложений. Однако если в про- шлом они были привязаны к отдель- ным контроллерам, доступ к которым осуществлялся через шину, то в совре- менных машинах все эти интерфейсы реализованы прямо на чипсете. По этой причине структура компьютера медлен- но переходит от системы на основе ши- ны к системе с топологией «звезда» с последовательными соединениями «точка–точка». Но как эти технологии реализуются в системах промышленно- го назначения, и как сохранить их мо- дульность? Более того, необходимо учи- тывать, что для многих приложений из- за большого объёма уже реализованных систем возможна только плавная миг- рация, другими словами, эволюция вместо революции. Это необходимо, чтобы существующее аппаратное и про- граммное обеспечение в полной мере вырабатывало свой ресурс и окупало вложенные в них средства. Для VMEbus обеспечивает обратную совместимость стандарт VXS (VITA 41), то есть платы VXS механически (конструктив 19 ʺ , платы Евромеханика с расстоянием между ними 0,8 ʺ ) и электрически (разъ- ёмы P1 и P2) совместимы с системами VME и VME64. Благодаря высокоско- ростному разъёму дифференциальных сигналов семейства Multigig RT2 обес- печиваются высокоскоростные после- довательные соединения через Infini- band, Serial Rapid I/O, Aurora, PCI Express и Gigabit Ethernet. Теоретиче- ская пропускная способность состав- ляет до 3 Гбит/с на каждый слот. Этот разъём располагается в позиции P0/J0 процессорных и периферийных плат VXS, он же используется на коммута- торных платах и является единствен- ным разъёмом, используемым в VPX. Аналогично в случае CompactPCI до- полняет стандартный разъём HM (IEC 61076-4-101) коннектор в позиции J3, определяемый спецификацией PICMG 2.16. Решения на основе VXS могут быть реализованы только для плат 6U, с их помощью нельзя построить дей- ствительно компактную систему. Из наиболее распространённых последова- тельных интерфейсов стандарт поддер- живает только Ethernet и PCI Express, в то время как SATA и USB остаются не- задействованными. Кроме того, систе- мы VXS нуждаются в коммутационной плате или объединительной плате с ак- тивной коммутацией, а также в разгра- ничении конфигураций «звезда» и «двойная звезда» (рис. 3). Что касается систем высотой 3U, стандарт PICMG находится далеко впереди. За довольно неудачным анонсированием Compact- PCI Express (PICMG EXP.0), последова- ло внедрение CompactPCI PlusIO (PICMG 2.30) в 2010 году. В то время как CompactPCI Express по-прежнему ограничивался одним ти- пом последовательного интерфейса – PCI Express и (из-за новых разъёмов) не являлся совместимым с CompactPCI, CompactPCI PlusIO извлёк урок из про- блем своих предшественников. Как следует из названия, PICMG 2.30 яв- ляется расширением PICMG 2.0, фик- сирующим назначение контактов J2, ранее бывших свободными, и обеспе- чивающим четыре линии интерфейсов PCI Express, USB, SATA и две Gigabit Ethernet. Новый защищённый разъём поддерживает дифференциальные сиг- налы с пропускной способностью более чем 2,5 Гбит/с, оставаясь полностью со- вместимым с двухмиллиметровым разъ- ёмом предыдущего поколения. Таким образом, CompactPCI Plus-IO обратно совместим с CompactPCI, поддержива- ет все актуальные последовательные интерфейсы и может использоваться как для плат формата 3U, так и для 6U. Поскольку универсальный разъём ис- ключает дополнительные затраты, пла- ты CompactPCI PlusIO имеет смысл применять как в CompactPCI, так и в гибридных системах с периферийными ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ СТА 4/2018 15 www.cta.ru Рис. 3. Плата VXS, коммутаторная плата и гибридная объединительная плата