相比IPC工控機,CPCI工控機具有開放性、良好的散熱性、高穩定性、高可靠性及可熱插拔等特點,非常適合于工業現場和信息產業基礎設備的應用,是繼STD和IPC之后的第三代工控機的技術標準。
BP架構工控機的特點是底板加工業CPU卡,把核心的CPU處理單元做在一張插卡上,其它的擴展界面則做在底板上,底板由連接器和無源器件組成,能有效降低工控機停機時間,使工控機維修變得簡單。CPCI工控機與BP架構工控機的區別主要表現在以下方面:
1、硬件方面
由 CompactPCI 標準延伸的各種模塊化組件尺寸小巧,如PMC子卡能夠在不增加卡厚度的情況下實現彈性擴充。再搭配1U、2U、4U、8U、9U、12U等多種規格機箱選擇,實現各種不同應用安置在同一標準機架中,管理方便。同時,CPCI工控機無風扇CPU、最小化MTTR等設計,為實現電信等級的高可靠性提供了保證。
CompactPCI基于PICMG2.0規范,其電氣特性與PCI總線相同,現有的PCI擴展卡可以很容易移植到CompactPCI平臺。而與PCI工控機相比,CompactPCI使用2mm高密度針孔總線連接器,具有連接可靠、完全氣密的特點,卡片的抗振性和抗腐蝕性高。此外,CompactPCI卡片采用經歐規卡(Eurocard)結構。歐規卡采用垂直安裝、前抽取結構,提高了卡片的散熱性、抗振性和易維護性。具體地講有如下特點:
系統抗振性強
CompactPCI工控機的卡片上下有導軌固定,卡片的前端通過氣密性的針孔連接器和背板相連,每個接頭具有10kg的結合力。卡片可以通過面板螺絲固定在機箱上。CompactPCI卡片的前后上下都被固定,因此系統抗振性很高。
支持卡片帶電拔插
CompactPCI工控機的背板使用長中短插針結構,其中Power和Ground針腳最長,可以保證卡片安全地帶電插入和拔出。此外,板選信號IDSEL,BD_SEL針腳最短,系統借此信號可以得知卡片是在插入過程或是拔出過程。另外,CompactPCI制定了熱插拔的硬件過程和軟件管理接口,保證了卡片熱插拔過程的有效性。
支持后走線
CompactPCI工控機的卡片信號線不用從卡片前面板引出,可以通過背板將信號線用轉接板從后端引出。當更換卡片時,不需要更換信號線,這樣減少了更換卡片的工作量,并減少因更換信號線而引起的出錯概率。此外,信號線從后端引出,設備前端也會比較美觀。
卡片垂直安裝
CompactPCI工控機的卡片采用歐規卡結構,垂直安裝,系統的散熱氣流從下向上吹,符合空氣對流原理,散熱效果好。
良好的電氣特性
CompactPCI背板插針和接頭全部鍍金,并嚴格定義了信號線的最長長度、PCB板的阻抗、去偶電容、PCI上拉電阻阻值。因此,CompactPCI工控機的電氣特性要優于普通工控機。單個CompactPCI總線段最多可以支持7個PCI設備,而普通工控機只能支持4個PCI設備。
防腐和電磁屏蔽性好
CompactPCI使用2mm氣密性針孔總線連接器,鹽霧、酸霧和帶電粉塵不能腐蝕總線。此外,CompactPCI的全鋁合金機箱外殼和卡片的U型彈簧片能給系統提供良好的電磁屏蔽保護。
抗靜電好
CompactPCI工控機卡片下端具有靜電導出條,靜電可以導出到地面。另外,CompactPCI規定系統的邏輯地和機箱地隔離,保持系統不受外界干擾。而基于PICMG1.0的工控機則無法做到機箱地和邏輯地的隔離。
2、軟件方面
除了兼容微軟Windows操作系統,由于CompactPCI 采用開放式操作系統,具備豐富的驅動程序和開發工具,不僅可以應用于各種實時交換應用系統開發,對于原來必須架構在大型服務器(如IBM、HP、SUN等等)的各種RTOS (Real-Time OS,如Solaris、Linux、VxWorks等)上開發的舊有電信應用系統,也能夠輕易移植到CompactPCI平臺上,如計費系統(Billing System)、統一消息(Unified Messaging)、Streaming Server等。
3、系統升級
由于電負載的原因,每個 CompactPCI 總線局限于八個插槽。如果利用PCI - PCI橋接芯片,工控機制造商能夠很容易增加插槽數量。此類橋接芯片作為一種“超級緩沖”芯片工作。中斷、即插即用信息和數據一般能夠容易地通過此橋接器自動傳輸。 CompactPCI的CPU及外設同標準PCI是相同的,因此操作系統、驅動和應用程序都感覺不到兩者的區別,將一個標準PCI插卡轉化成CompactPCI 插卡幾乎不需重新設計,只要物理上重新分配一下即可。CPU進步的速度往往比I/O子系統進步的速度快很多, CompactPCI的架構允許工控機用戶僅升級CPU的部份,而不去動其它的I/O 組件。 此外,CompactPCI是一個受到工業界支持的開放性系統, 所以有充份的升級支持及周邊組件的支持。
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