• Ce este bus-ul CompactPCI?
CompactPCI este un bus industrial modern, de foarte înaltă performanţă, care se bazează pe specificaţia electrică standard PCI şi are o carcasă Eurocard de tip 3U sau 6U. Spre deosebire de varianta desktop, placa CompactPCI foloseşte un conector de 2mm de foarte bună calitate şi poate fi introdus într-un sistem montat în rack.
• De unde provine specificaţia CompactPCI?
Ziatech Corporation a iniţiat în 1994 eforturile pentru dezvoltarea CompactPCI, sub controlul PICMG. Specificaţia CompactPCI este rezultatul efortului subcomitetelor formate din următoarele companii: Digital Equipment, GESPAC, I-Bus, Pro-Log, Teknor, VMIC şi Ziatech.
• Ce este PICMG?
Consorţiul PICMG este format din comercianţi din industria de calculatoare care dezvoltă specificaţiile sistemelor şi plăcilor bazate pe PCI pentru utilizarea în aplicaţii industriale de calcul. Membrii companiilor au vânzări de peste 500 milioane de dolari de calculatoare industriale şi sunt companii precum Texas Microsystems, Industrial Computer Source, DEC, GESPAC, Pro-Log, Teknor şi Ziatech. Accesul la PICMG este liber pentru orice organizaţie sau individ care este interesat de dezvoltarea standardului PCI.
• Ce alte specificaţii mai are PICMG?
Primul scop al PICMG a fost să realizeze o specificaţie pentru calculatoare backplane pasive folosind atât ISA cât şi bus-ul PCI. PICMG a mai realizat şi o specificaţie pentru o punte PCI-to-PCI care permite calculatoarelor backplane pasive să-şi mărească numărul de sloturi PCI. Proiectul CompactPCI este de dată mai recentă şi este realizat de un subcomitet de companii din cadrul PICMG.
• Ce tipuri de aplicaţii permite CompactPCI?
CompactPCI este gândit ca un bus industrial pentru aplicaţii de control în timp real al maşinilor, automatizări industriale, achiziţii de date în timp real, instrumentaţie, sisteme militare sau alte aplicaţii care necesită calcul de viteză mare, o proiectare modulară şi suport pe termen lung din partea producătorului. Datorită lărgimii foarte mari de bandă, CompactPCI este foarte potrivit pentru multe aplicaţii pentru comunicaţii de date de mare viteză cum ar fi rutere, convertoare şi comutatoare. A fost inclusă o caracteristică de hot-swap în specificaţia CompactPCI care va fi foarte utilă pentru industria de telecomunicaţii.
• Care sunt caracteristicile şi avantajele care diferenţiază CompactPCI?
În comparaţie cu desktop-ul PCI standard, CompactPCI are de două ori mai multe sloturi PCI (opt faţă de numai patru) şi oferă variante de carcase care sunt mult mai potrivite pentru aplicaţii industriale. De exemplu, cardurile CompactPCI sunt proiectate pentru introducere şi scoatere pe partea frontală. Cardurile sunt fixe în conectori, au ghidaje pe ambele părţi şi pot fi prinse cu şuruburi în carcasă. Cardurile sunt montate vertical, lucru care permite o răcire foarte eficace. Conectorul pin-and-socket al cardului CompactPCI este mult mai sigur decât conectorii standard ai cardurilor PCI. Pinii de alimentare şi de semnal ai conectorului CompactPCI permit hot-swapping, o caracteristică foarte importantă pentru sistemele tolerante la greşeli, lucru care nu este posibil pentru PCI standard.
• Ce procesoare pot fi implementate pe CompactPCI?
Deşi PCI şi-a câştigat reputaţia ca bus local pentru calculatoarele bazate pe x86, PCI stă la baza proiectării tuturor microprocesoarelor moderne. PowerPC şi DEC, de exemplu, folosesc seturi de cipuri compatibile PCI şi pot beneficia de avantajele CompactPCI. De fapt, CompactPCI este bus-ul industrial care pune în valoare aceste noi cipuri de înaltă performanţă, oferind un bus de sistem cu lărgimea de bandă necesară acestor cipuri.
• Produsele CompactPCI se pot uza moral?
Da. Spre deosebire de piaţa desktop PC, caracterizată de volum mare şi schimbări rapide ale consumatorilor, CompactPCI este caracterizat de consumatori profesionali care pun preţ pe stabilitatea produsului şi pe disponibilitatea pe termen lung. Toţi principalii producători de CompactPCI au cel puţin 10 ani de experienţă pe pieţe OEM şi şi-au câştigat renumele prin protejarea clienţilor de pericolul uzării morale a produselor. Acest lucru este realizat prin alegerea atentă a componentelor şi a furnizorilor şi chiar, în multe cazuri, prin stocarea pentru mai mulţi ani a componentelor cheie.
• Care sunt implicaţiile software ale PCI şi CompactPCI?
Arhitectura PCI a fost proiectată pentru a simplifica integrarea software a dispozitivelor periferice. De exemplu, toate dispozitivele PCI sau CompactPCI au un set de 256 de registre care conţin informaţii despre dispozitiv, parametri programabili software ca maparea adreselor sau tipuri şi nivele de întreruperi. Astfel, sistemul CPU poate detecta şi identifica automat un dispozitiv de pe bus şi îl poate configura fără a fi necesare jumpere la nivelul dispozitivului. PCI este un element cheie pentru conceptul plug-and-play.
• Care sunt implicaţiile CompactPCI asupra sistemului?
Orice arhitectură modernă de calculator are un bus PCI intern, indiferent dacă suportă sau nu sloturi PCI. Acest lucru este valabil pentru aproape toate calculatoarele Pentium, staţiile de lucru Alpha şi toate sistemele PowerPC care au la bază platforma de referinţă PowerPC (PREP) sau standardul de platformă de referinţă hardware (CHRP). CompactPCI face posibilă construirea oricărui calculator care respectă aceste proiectări hardware ale sistemului. Astfel, sistemele Compact PCI pot fi realizate folosind componente standard şi poate rula practic orice sistem de operare.
• Ce sisteme de operare pot rula pe calculatoarele CompactPCI?
Calculatoarele CompactPCI care au la bază Pentium, pot rula toate sistemele de operare care au fost portate pe PC, inclusiv MS-DOS, Windows3.11, Windows95, WindowsNT, OS/2, Berkeley Software Distribution (BSD) UNIX, Linux, OS-9000 şi QNX. Calculatoarele CompactPCI care au la bază PowerPC vor putea rula AIX, SOLARIS, WindowsNT, Max OS şi OS-9.
• Vor rula sistemele CompactPCI şi sisteme de operare în timp real?
Performanţele CompactPCI sunt special proiectate pentru aplicaţii în timp real, de la controlul maşinilor la vizualizarea maşinilor, achiziţii rapide de date şi achiziţii de date. Sisteme de operare ca OS-9, PSOS şi VxWorks vor rula foarte bine pe hardware CompactPCI şi vor avea un rol important la succesul CompactPCI pe piaţă.
• Ce produse sunt sau vor fi disponibile pe CompactPCI?
Plăcile CPU Pentium CompactPCI sunt disponibile în formate 3U şi 6U de la trei comercianţi CompactPCI. Numărul acestor comercianţi va creşte cu siguranţă. Funcţiile add-on la nivel de sistem, ca 100 Mbps Ethernet, SCSI rapide şi VGA, sunt de asemenea disponibile. Alte companii au anunţat că vor produce plăci CPU PowerPC, reţele rapide de fibre optice, achiziţii şi procesări de imagini şi controlere de mişcare.
• Ce alte funcţii vor beneficia de CompactPCI?
De CompactPCI pot beneficia toate aplicaţiile care necesită rate foarte mari de transfer de date. Interfeţele pentru comunicaţii de date de tip mod de transfer asincron (ATM) şi reţelele ISDN sunt un exemplu foarte bun. Aplicaţiile din domeniul fizicii de cercetare a energiilor înalte, carduri pentru achiziţii de date pot de asemenea beneficia de avantajele CompactPCI. Probabil că vor mai apare multe aplicaţii care vor beneficia de CompactPCI, dar dacă ţinem cont de istorie, sofisticarea sistemelor va creşte şi acestea vor avea nevoie de toată lărgimea de bandă pe care calculatoarele CompactPCI o oferă.
• Produsele CompactPCI sunt scumpe?
Nu. Chiar dacă oferă o performanţă fără precedent, ele au la bază implementarea pe siliciu pe scară largă pentru volume mari. Suplimentar, deoarece bus-ul PCI este deschis, nu sunt necesare bus-uri externe de dispozitive pentru interfaţarea cu un periferic PCI. Un controler Ethernet, de exemplu, se conectează direct de la terminalele cipului la conectorul PCI. Produsele CompactPCI au de obicei costuri sub produsele VME, dar peste produsele PCI desktop sau PCI.
• Cardurile CompactPCI pot fi conectate la un desktop PC?
Nu. Chiar dacă amândouă folosesc aceeaşi pini şi aceleaşi semnale electrice şi sunt din punct de vedere software echivalente, ele sunt diferite din punct de vedere mecanic şi folosesc un tip diferit de conector. Cardul desktop PCI foloseşte un conector lateral pe partea din spate a plăcii, iar conectorii I/O sunt pe aceeaşi parte. Cardul CompactPCI foloseşte o placă 3U (100 mm x 160 mm) sau 6U (233 mm x 160 mm) cu conectori la partea din spate şi din faţă şi conectori pentru I/O la partea din faţă. Cardurile CompactPCI pot fi introduse şi scoase pe parte frontală.
• Care sunt principalele specificaţii ale CompactPCI?
Formatul de placă Eurocard 3U sau 6U, conector metric pin-in socket de 2 mm, bus de date sincron de 32 sau 64 de biţi, bus de adresă de 32 de biţi (memoria de adresare de patru gigabytes), rata de transfer de date de 133 sau 266 Mbytes/s, multiprocesare, până la opt sloturi backplanes, conectare PCI la PCI sau PCI la alte bus-uri, plug-and-play.
Ing. Aurelian Blejan