CPCI总线工控机特点优势性能介绍

时间：2015-09-09

 CPCI总线工控机特点优势性能介绍：如今CPCI总线工控机技术经过几轮不断的改革创新已经有了比较明显的技术进步，目前可以说已经发展成
熟阶段，开始进入广泛应用。在多次的行业讨论会议中，多为*都对目前国内自主研制的国产化CPCI总线工控机取得的成绩给予了充分肯定。

	CPCI总线工控机之所以被业界所青睐，是因为其既具有PCI总线的高性能又具有欧洲卡结构的高可靠性，是符合国际标准的真正工业型计算机，适合在可靠性
要求较高的工业、和军事设备上应用。CPCI总线工控机定义了两种板卡尺寸，3U(100mm×160mm)和6U(233mm 
×160mm)，主要具有以下特点：


	·标准欧洲卡尺寸，符合IEEE1101.1结构标准；


	·气密性、高密度2mm针－孔连接器，符合IEC－1076国际标准；


	·板卡垂直地面安装，利于散热降温；


	·板卡正向安装，反向拔出，四面固定；


	·良好的抗振动和冲击特性；


	·金属前面板，便于安装、固定和指示；


	·现场I/O信号由板后通过针－孔连接器引出，弹性连接，抗腐蚀、抗振动性能好；


	·标准金属机箱(铝)，EMC、ESD性能好，抗干扰能力强；


	·支持热插拔和热切换(HotSwap)；


	·多处理器和多操作系统支持；


	·无源母板，标准插槽，可扩展性和伸缩性能好；


	·支持混合总线系统。


	CPCI总线是一个开放式、国际性技术标准，由PCI总线工业计算机制造商组织PICMG(PCI Industrial Computer 
Manufacturers Group)负责制定和支持。PICMG现有成员企业650个，其中主要包括PICMG China、Lucent 
Technologies、Motorola Computer Group、 National Instruments、PEP Modular 
Computers GmbH、Performance Technologies、Radisys Corporation、Siemens 
AG、Microsoft Corporation、Force Computers、Dy4 
Systems、Hewlett－pack－ard、IBM、International Test Technologies、SBS 
Embedded Computers、Ziatech、Compaq Computer 
Corporation等。国际上研制工控机及其相关设备的着名企业或公司几乎都是PICMG的成员单位，具有广泛的代表性。


	1 CPCI总线工控机与VME总线工控机的共存


	几年前，业界普遍认为，随着CPCI总线工控机技术的发展与应用，势必影响或危及传统VME总线工控机的生存。因此有人断言，VME总线工控机即将消亡。
经过几年的发展。VME总线工控机经过不断地改革，也在寻求发展，在一定时期内，CPCI总线工控机和VME总线工控机还要共存，共同发展。但是被业界广
泛接受的新技术终究要代替旧的传统技术，至于什么时候代替，只是个时间问题。现将CPCI总线与VME总线技术作个简单的比较。


	从时间上来看，VME总线工控机诞生于1981年。20年来，在高性能的实时应用领域一直处于主导地位。然而，昔日先进的总线架构，今天已经发展到尽头，
失去了发展的空间。为了生存，从VME32，改进到VME64、VME64x，直到VME320，但市场接受状况并不理想。


	对比之下，问世于1995年11月的CPCI总线工控机，源于现在和将来十几年内流行于桌面机的WIntel架构和PCI总线标准，是未来工控机发展的主流总线，是现代先进技术的代表之一。


	从CPU核心技术来看，VME总线工控机基于的是68K系列处理器，从68000到68060，68060已经是68K发展的生命终点。Motorola
从68K转向了PowerPC，但PowerPC难遂人愿。所以Motorola公司及时调整了技术路线，兼并了美国Pro-log公司，成立了
Motorola Computer Group，致力于高可用性(High Availability)CPCI总线工控机的研制。


	从软件来看，VME总线工控机因为没有统一的软件标准，所以其软件研制环境是特定的，并依赖于硬件。软件研制一直是VME总线工控机的较大弊端，为此客户
须付出高昂的费用和漫长的研制周期。由于CPCI总线是与PCI总线兼容的开放式架构，可以利于PC技术的软件资源，产品研制周期短、成本低。


	从总线速度上看，32位33MHz的CPCI总线较大传输速度为每秒132兆字节，64位33MHz的为每秒264兆字节，64位66MHz时的峰值速度可达每秒528兆字节；而32位的VME总线较大理论带宽为40兆字节，实际仅能达到每秒15兆字节左右的传输速度。


	CPCI总线工控机可以自动识别板卡，并自动配置系统资源，很容易实现即插即用；而VME总线工控机目前还做不到。


	CPCI和VME一样，都有丰富的I/O子板，如PMC和IndustryPack，借助于载板，很容易插入到系统中使用。


	VXI总线(VME extension for Instrumentation)是基于VME的仪器仪表扩展总线；PXI总线 PCI extension for Instrumentation)是基于CPCI的仪器仪表扩展总线。


	CPCI/PXI总线是开放式架构，VME/VXI是封闭式架构。封闭式架构已经逐渐不再被市场所接受，这是业界的共识。从"封闭"走向"开放"也是历史的必然。


	 


	2 CPCI总线工控机主要产品现状


	国际上许多VME总线工控机大型制造商，如Motorola和Force 
Computers,皆斥巨资研制CPCI总线工控机。Motorola兼并STD总线工控机的主要制造商Pro-log，成立了摩托罗拉计算机事业部
(Motorola Computer Group)，主要从事高可用性(High 
Availability)CPCI工控机的研制，同时继续支持VME和STD总线工控机。MCG较新推出的基于PIII处理器的CPCI总线单板计算机
为CPN5368和CPN5365，主要面向IP电话和电信；面向工业、军事和航天设备的CPCI总线工控机平台为CPN5350，PII-
266/333MHz。英特尔(Intel)公司兼并了原较大的STD32总线工控机制造商Ziatech和VME总线工控机制造商Dialogic，主
要从事CPCI总线工控机的研制和应用。Ziatech于2001年5月18日推出了基于PIII-500MHz的ZT5531和PIII-850MHz
的ZT5521 CPCI总线工控机，主要针对电信和互联网市场。Force 
Computers于2001年4月30日发布的CPCI总线工控机CPCI-735/736，CPU为PIII-700MHz。Radisys也于
2001年5月21日推出了基于Intel 
815E芯片组的CPCI工控机EPC-3325，支持PIII-600/866MHz。德国控创集团(Kontron Embedded 
Computers)在2002年初成立了北京办事处，将其高性能的基于Intel Pentium III Processor-M 
的CPCI产品引入了中国市场。日本的CPCI总线工控机技术相对落后，ADTEK公司CPCI产品仅做到Pentium 
75-233MHz。英国的CPCI总线工控机技术也在迅速发展，其中BVM公司的CPCI产品主要采用AMD K6系列、奔腾系列和Cyrix 
MII系列处理器，速度达到500MHz。总之，经过短短的五、六年，CPCI总线工控机的制造商已经发展到了数百家，产品形成了系列化，市场发展迅速。
Motorola和Force Computers都通过代理打入了国内市场，发展势头看好。


	闽台的CPCI总线工控机技术相对比较先进，有代表性的是研华、凌华、大众、磐仪、立端等公司，产品已经开始投放大陆市场。但需要在产品的系统性和配套
性、价格及服务等因素上进一步改进，估计近几年会得到迅速发展。北京康拓公司是大陆**家自行研制和生产CPCI总线工控机的厂家，并有自己的创新点，在
标准CPCI总线系统中，无缝嵌入了AT96(IEEE996)总线，在保证系统高性能、高可靠的同时，显着降低了成本和开发难度，更有利于推广和应用。
产品CPU板从80186-16MHz、80386-80MHz、5x86-133MHz到PIII-600MHz、乃至**低功耗的片上系统
(system-on-chip)-Crusoe 
TM5400-600MHz，已经形成系列。配套I/O模板种类齐全，组态软件，金属机箱，1+1冗余模块化工业电源，提供了一步到位(One-
Stop)的解决方案。国内主要从事CPCI总线工控机技术研究的单位还有华为、716所、707所和32所等，相信今年会有新产品不断推向市场。


	3 CPCI总线工控机的应用


	1998年，美国Marconi公司采用开放式架构CPCI工控机为美国空军F16 Fighting 
Falcon战斗机研制了*三代测试设备IAIS(Improved Avionics Intermediate 
Shop)。1990年的*二代IAIS采用的是VXI。


	Alta Technology采用CPCI/VME混合系统，为部署在美国西南部的导弹测试基地研制测控设备。设备采集从各种电子对抗设施(ECM)传来的数据，处理后，确定目标(如雷达)。


	美国海军正在将用于部署在China Lake和Pt. Magoo的QF4战斗机上的VME总线工控机升级为CPCI总线工控机系统，以增强电子对抗能力。


	Excalibur Systems Inc．将CPCI工控机系统用在了军事运输机C-17上。


	在欧美，CPCI工控机取代VME工控机，逐渐应用在空防、海防和陆地军事武器和航天地面测控设备上，如SBS Technologies的CR6 CPCI工控机系统等。


	在国内，西安空**程大学采用北京康拓公司生产的APCI5094(5x86-133MHz) 
CPCI总线工控机系统研制成功了进口战斗机地面测试设备，并通过了总装备部、空军组织的产品鉴定。中国核动力研究院设计院采用康拓公司的CPCI产品研
制了"九五"重点攻关项目"核电站数字化反应堆保护系统"原理样机，并通过了中国核工业集团公司组织的鉴定。"核电站反应堆保护系统"是核电站重要的安全
系统，有较高的可靠性要求。这是国产化的工控机和国产化设备**应用?quot;核保护装置"上，推进了核电站保护设备的国产化过程和相关领域的技术进
步。浙江绍兴精工集团采用北京康拓公司生产的CPCI工控机系统研制成功了国产化先进的"喷气"纺织机。国产化的CPCI总线工控机在国内航天领域的《神
通一号》卫星动量轮地面测试系统、《风云二号》气象卫星自旋线路系统测试设备、《东方红四号》通信卫星推进系统地面测试设备中也得到了成功应用。在这以
前，由于没有国产高性能的工控机可用，我国卫星地面测试设备基本被进口设备所垄断，如VME总线和VXI总线测试设备，用价格惊人来形容毫不过分，同时国
防信息安全也没有保证。国产化的CPCI总线工控机在海军、电力、铁路、公路隧道等方面已经有数十家用户，产品已经被市场认可，并正在继续发展。


	
		综上所述，CompactPCI总线技术在**通讯领域得到成功应用之后，近几年在工业自动化总线型工控机领域中已获得突破性进展。北京康拓公司2001
年11月研制成功的采用CompactPCI总线和AT96总线双总线结构的《APCI5000系列工控机》，已经通过航天科技集团组织的新产品技术成果
鉴定会，标志着中国有了自己的CompactPCI总线工控机平台。这从技术水平上提高了我国企业进入WTO以后的市场竞争力，对我国传统产业升级改造和
优化产业结构，都具有十分积极的作用，对提高我国的*实力都具有十分重要的意义。随着人们对CPCI总线工控机认识的深入，随着技术的进步和思想的解
放，CPCI总线工控机以其系统的开放性、软件硬件的标准化、高性能和高可用性，必将在可靠性要求很高的工业和*领域中得到越来越广泛的应用，为实现国
家"信息化带动自动化"的目标，作出应有贡献。
	
	
		
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