基于CPCI總線(xiàn)的加固計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯基于CPCI總線(xiàn)的加固計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)應(yīng)用摘要：介紹了CPCI總線(xiàn)的概念及特點(diǎn)，并介紹了用CPCI板卡CPCI-3915、MIC-3612、CBP-3206設(shè)計(jì)的加固計(jì)算機(jī)。試驗(yàn)和使用結(jié)果表明：該產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定，性能良好，性?xún)r(jià)比高，其可靠性、可維性均比以往的產(chǎn)品有了很大的提高，完全滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下使用的要求。

0引言

隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，加固計(jì)算機(jī)技術(shù)也日趨成熟。加固計(jì)算機(jī)是工作在惡劣環(huán)境下的設(shè)備，為適應(yīng)不斷變化的工作環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境，它對(duì)計(jì)算機(jī)總線(xiàn)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)放性、擴(kuò)展性、可靠性、可維性的要求很高。目前，CPCI技術(shù)已廣泛且成功地應(yīng)用到了許多行業(yè)，相關(guān)的產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，到目前為止，無(wú)論是生產(chǎn)廠(chǎng)家的數(shù)量、產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量，還是系統(tǒng)應(yīng)用的數(shù)量都得到了大幅度增長(zhǎng)，越來(lái)越多的項(xiàng)目轉(zhuǎn)向CPCI解決方案?；谝陨峡紤]，我們選用CPCI總線(xiàn)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品作為加固計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

1關(guān)于CPCI

1．1CPCI的含義

CPCI的全稱(chēng)為CompactPCI(CompactPeripheralComponentInterconnect)，中文又稱(chēng)緊湊型PCI，是國(guó)際工業(yè)計(jì)算機(jī)制造者聯(lián)合會(huì)(PCIIndustrialComputerManufecmrersGroup，簡(jiǎn)稱(chēng)PICMG)于1994提出來(lái)的一種總線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)。是以PCI電氣規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)的高性能工業(yè)用總線(xiàn)。CPCI的CPU及外設(shè)同標(biāo)準(zhǔn)PCI是相同的，并且CPCI系統(tǒng)使用與傳統(tǒng)PCI系統(tǒng)相同的芯片、防火墻和相關(guān)軟件。從根本上說(shuō)，它們是一致的，因此操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序都感覺(jué)不到兩者的區(qū)別，將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCI插卡轉(zhuǎn)化成CPCI插卡幾乎不需重新設(shè)計(jì)，只要物理上重新分配一下即可。

換言之，CPCI總線(xiàn)=PCI總線(xiàn)的電氣規(guī)范+標(biāo)準(zhǔn)針孔連接器(IEC-107*-101)+歐洲卡規(guī)范(IEC297／IEEE1011．1)。

1．2CPCI的特點(diǎn)

1．2．1開(kāi)放的總線(xiàn)技術(shù)

CPCI技術(shù)架構(gòu)在一個(gè)更加開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)上，有利于各類(lèi)系統(tǒng)集成商、設(shè)備供應(yīng)商提供更加便捷快速的增值服務(wù)，為用戶(hù)提供更高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品和解決方案。

1．2．2可靠的歐洲卡結(jié)構(gòu)

CPCI拋棄PCI的傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，改用經(jīng)過(guò)20年實(shí)踐檢驗(yàn)了的高可靠歐洲卡結(jié)構(gòu)，改善了散熱條件，提高了抗振動(dòng)沖擊能力，符合電磁兼容性要求。

1．2．3靈活的連接方式

CPCI拋棄了IPC的金手指式互連方式，改用歐式連接器(即2mm密度的針孔連接器)，具有氣密性、防腐性、可靠性、高負(fù)載能力，為現(xiàn)代系列設(shè)計(jì)提供了無(wú)可比擬的性能和靈活性。

1．2．4高效的熱插拔技術(shù)

CPCI技術(shù)中突出、吸引力的特點(diǎn)是熱插拔(HotSwap)。簡(jiǎn)言之，就是在運(yùn)行系統(tǒng)沒(méi)有斷電的條件下，拔出或插入功能模板，而不破壞系統(tǒng)的正常工作的一種技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)是：在結(jié)構(gòu)上采用三種不同長(zhǎng)度的引腳插針，使得模板插入或拔出時(shí)，電源和接地、PCI總線(xiàn)信號(hào)、熱插拔啟動(dòng)信號(hào)按序進(jìn)行。

1．3關(guān)于CPCI市場(chǎng)

CPCI產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快，有自主產(chǎn)品的廠(chǎng)家已經(jīng)發(fā)展到數(shù)十家，其中凌華科技為工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)提供了從CPU主板、機(jī)箱、電源到I／O的全系列完整解決方案。此外，還有研華、致茂科技、北京康拓科技集團(tuán)、七—六所、七0七所、電子部上海32所等廠(chǎng)商，都可以研制和生產(chǎn)具有技術(shù)的系統(tǒng)平臺(tái)產(chǎn)品。

2CPCI在加固計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例

下面是我們?yōu)槟钞a(chǎn)品研制的以CPCI板卡為主構(gòu)成的加固計(jì)算機(jī)。

2．1系統(tǒng)框圈

用CPCI板卡設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖1。

圖1用CPCI板卡設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

2．2主板CPCI-3915特性

2．2．1處理器系統(tǒng)

速度：2．0GHs；

二級(jí)緩沖：1MB／2MB；

2．2．2內(nèi)存

規(guī)格：?jiǎn)螚ln0n-ECCDDR2400／533SODLMM；

容量：2GB。

2．2．3I／O接口

串口：2個(gè)(RS-232)；(COM1和COM2)(DB-9)

USB口：3個(gè)(USB2．O)；前面板兩個(gè)，背板1個(gè)。

PS／2口：1個(gè)；

SerialATA口：1個(gè)；

IDE口：1個(gè)；

網(wǎng)口：2個(gè)：

VGA口：1個(gè)。顯示分辨率：2048×1536(CRT)。

2．2．4顯示

Intel915ME芯片組集成顯卡。

前面板上模擬CRT端口，支持2048×1536分辨率；

后板上DVI-1端口，帶模擬和數(shù)字信號(hào)；

背板模塊上1×18bpsLVDS端口。

2．3串口擴(kuò)展板MIC-3612特性

可擴(kuò)展出4個(gè)通訊口RS-232／RS-422／RS-485；

標(biāo)準(zhǔn)3U／6U尺寸；

和PCI2．1兼容；

速度可達(dá)921．6K

由PCI即插即用自動(dòng)分配地址；

支持Windows98／Windows2000／WindowsNT／WindowsXP操作系統(tǒng)。

浪涌保護(hù)(25OOVDC)。

2．4背板CBP-3206-3612特性

標(biāo)準(zhǔn)3U高度

32-bit／33MH

可選擇后走線(xiàn)。

2．5關(guān)于框圖的說(shuō)明

2．5．1板卡的安裝

由框圖可見(jiàn)，該系統(tǒng)主要由主板CPCI-3915(由凌華公司生產(chǎn))、串口擴(kuò)展板MIC-3612(由研華公司生產(chǎn))、背板CBP-3206(由凌華公司生產(chǎn))及其它外部設(shè)備構(gòu)成。

三個(gè)CPCI板卡被安裝在一個(gè)經(jīng)精心設(shè)計(jì)的3U機(jī)箱上，背板CBP-3206在機(jī)箱的后方，它有六個(gè)總線(xiàn)插座，和這六個(gè)總線(xiàn)插座相垂直，機(jī)箱有六個(gè)插槽，主板CPCI-3915和串口擴(kuò)展板MIC-3612占據(jù)其中的兩個(gè)插槽，其它的四個(gè)插槽則預(yù)留給用戶(hù)開(kāi)發(fā)。

主板和串口擴(kuò)展板插入機(jī)箱后用螺釘擰緊，這樣，三塊板卡的總線(xiàn)緊密接觸，完全吻合，三個(gè)板卡被牢牢地固定在機(jī)箱上，且頂端和底部均有導(dǎo)軌支持。前面板緊固裝置將前面板與周?chē)臋C(jī)架安全地固定在一起?？ㄅc槽的連接部分通過(guò)針孔連接器緊密地連接。由于卡的四面均將其牢牢地固定在其位置上，因此即使在劇烈的沖擊和震動(dòng)場(chǎng)合，也能保證持久連接而不會(huì)接觸不良。

這正是CPCI技術(shù)的長(zhǎng)處，以往的板卡安裝沒(méi)有可靠而安全的技術(shù)支持，插在其中的板卡只能固定于一點(diǎn)(如PCI技術(shù)中的金手指連接)?？ǖ捻敹撕偷撞恳矝](méi)有導(dǎo)軌支持，因此卡與槽的連接處、插頭與插座的連接處都容易在震動(dòng)中接觸不良，造成不良后果。

2．5．2操作系統(tǒng)的安裝和系統(tǒng)的快速恢復(fù)

出于加固的考慮，框圖中采用80G寬溫抗震硬盤(pán)和4G寬溫電子盤(pán)。

操作系統(tǒng)是加固計(jì)算機(jī)的所在，要確實(shí)保證它的安全，當(dāng)不可抗拒的原因使計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)發(fā)生崩潰時(shí)，要用有效的方法在短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。

出于上述考慮，在兩個(gè)盤(pán)中都分別安裝了Windows2000操作系統(tǒng)，當(dāng)其中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，可以快速地切換到另一個(gè)。

另外，做了對(duì)操作系統(tǒng)的備份，當(dāng)系統(tǒng)崩潰時(shí)，可通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，迅速地將系統(tǒng)恢復(fù)，這些操作均不用打開(kāi)機(jī)蓋，只需用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作就可以了。

2．5．3顯示器

框圖中的顯示器采用15英寸平板液晶顯示器，它由散件顯示屏、控制板、逆變器整合加固而成，在顯示屏的前面，安裝兼有加熱和屏蔽功能的玻璃，箱體內(nèi)的除霧電路可對(duì)其加熱除霧。

2．5．4技術(shù)指標(biāo)

框圖所示加固計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1框圖所示加固計(jì)算機(jī)技術(shù)指標(biāo)

3結(jié)論

CPCI技術(shù)在加固計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用過(guò)程告訴我們，只有緊跟科技發(fā)展的新潮流，才不會(huì)落伍，才能對(duì)國(guó)家、對(duì)人民做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1].VGAdatasheet/datasheet/VGA_2568786.html.[2]