工控机Compact PCI总线

　　Compact PCI总线
 
　　Compact PCI总线简称CPCI，中文又称紧凑型PCI，是国际PICMG协会于1994年提出来的一种总线接口标准。它的出现解决了多年来电信系统工程师与设各制造商面临的棘手问题，将VME密集坚固的封装和大型设备的冷却效果以及PC廉价、易采用处理能力的芯片结合在一起，保证了99.999％的高可靠度，极大降低了硬件和软件开发成本。目前PCI总线已成为了事实上计算机的标准总线。
 
　　早在1995年，香港塞德公司将具有优质、高效、低耗等优势的总线类产品Compact PCI推向中国市场，同时也把美国PICMG协会的发展情况介绍到中国。我国工控界权威人士即达成共识：要跟踪高科技，保持与世界工控产品的同步运作，必须携手联合，优势叠加，共同研发，才能促进Compact PCI在我国的发展，使Compact PCI成为我国工控界的共用资源。
 
　　Compact PCI技术是在PCI技术基础之上经过改造而成的，经过改造的Compact PCI工控机适合工业现场应用。由于具有热插拔和冗余设计能力，可以构建高可用性系统，满足电信、数字通信、军事装备以及其他高可靠领域的要求。目前Compact PCI技术是国际的工业计算机技术。
 
　　Compact PCI所具有的开放性、高可靠性、可热插拔特性，使该技术除了可以广泛应用在通信、网络、计算机电话整合外，同时，也适用于实时系统控制、产业自动化、实时数据采集、军事系统等需要高速运算的领域，以及智能交通、航空航天、医疗器械、水利等模块化的极高可靠度、可长期使用的应用领域。
 
　　Compact PCI基于PICMG 2.0规范。其电气特性与PCI总线相同，因此用户的软件和普通PC兼容，现有的PCI外围卡也可以很容易移植到Compact PCI平台。Compact PCI使用2mm高密度针孔总线连接器，和使用金手指连接器的PCI卡相比，具有连接可靠、完全气密的特点，卡片的抗震性和抗腐蚀性高。此外，Compact PCI卡片采用经过⒛余年现场使用考验的欧规卡（EuroCard）结构。欧规卡采用垂直安装、前抽取结构，提高了卡片的散热性、抗震性和易维护性。具体有如下优点：
 
　　（1）系统抗振性强。Compact PCI卡片上下有导轨固定，卡片的前端通过气密性的针孔连接器和背板相连，每个接头具有10kg的结合力。卡片可以通过面板螺丝固定在机箱上。Compact PCI卡片的前后上下都被固定，因此系统抗震性很高。
 
　　（2）支持卡片带电拔插。Compact PCI的背板使用长中短插针结构，其中Power和Ground针脚长，可以保证卡片安全地带电插入和拔出。此外，板选信号IDSEL，BD SEL针脚短，系统借此信号可以得知卡片是在插入过程还是拔出过程。另外，Compact PCI制定了热插拔的硬件过程和软件管理接口，保证了卡片热插拔过程的有效性。
 
　　（3）支持后走线，便于方便配线。Compact PCI的卡片信号线不用从卡片前面板引出，可以通过背板将信号线用转接板从后端引出。当更换卡片时，不需要更换信号线，这样减少了更换卡片的工作量，并减少因更换信号线而引起的出错概率。此外，信号线从后端引出，设备前端也会比较美观。
 
　　（4）卡片垂直安装，有利于散热。Compact PCI卡片采用欧规卡结构，卡片垂直安装，系统的散热气流从下向上吹，符合空气对流原理，散热效果好。
 
　　（5）Compact PCI卡片具有更好的电气特性。Compact PCI背板插针和接头全部镀金，并严格定义了信号线的长长度、PCB板的阻抗、去偶电容、PCI上拉电阻阻值。因此，Compact PCI的电气特性要优于普通PCI工控机。单个Compact PCI总线段多可以支持7个PCI设备，而普通工控机只能支持4个PCI设备。
 
　　（6）防腐和电磁屏蔽性好。 Compact PCI使用2mm气密性针孔总线连接器，盐雾、酸雾和带电粉尘不能腐蚀总线。此外，Compact PCI的全铝合金机箱外壳和卡片的U型弹簧片能给系统提供良好的电磁屏蔽保护。
 
　　（7）抗静电好。Compact PCI卡片下端具有静电导出条，静电可以导出到地面。另外，Compact PCI规定系统的逻辑地和机箱地隔离，保持系统不受外界干扰。而基于PICMG1.0的工控机则无法做到机箱地和逻辑地的隔离。