PICMG能否成为工控机技术革命的契机
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来源: 作者: 日期: 09.06.15

PICMG能否成为工控机技术革命的契机

            ------PICMG 1.0 PCI/ISA总线的缺陷及改进措施

 

工业控制计算机(简称工控机)是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。PICMG协会组织自从1994年成立以来,陆续制订了一系列的总线标准,包括PCI/ISAPCI-OnlySHB ExpressCompactPCIMicroTCAAdvancedTCACOMExpress等等,为工业计算机的发展奠定了基础。这些总线标准规范一直引领着工业控制计算机的发展方向。尤其是PICMG协会组织在19941010日最早发布的PICMG 1.0 PCI/ISA 总线标准,因该标准采用了与商用PC完全一样的PCIISA总线,大大丰富了工控机软硬件资源,使得基于PICMG 1.0 PCI/ISA总线标准的工控机在各个领域获得了广泛应用。

 

PICMG 1.0 PCI/ISA总线获得了巨大的成功,其中最重要的原因就在于通用性和低成本,但在实际应用中却发现,PICMG 1.0 PCI/ISA并不完全适合做工业计算机总线,这不仅仅因为PC技术在飞速发展,而是由于PICMG 1.0 PCI/ISA总线的先天不足所造成的,其中存在着多种问题亟待解决:

 

a) 连接方式不可靠

PICMG 1.0 PCI/ISA总线系统板与背板采用金手指连接,金手指和插座采用边沿接触方式,只有单点接触。所以要求插卡和背板完全垂直才能保证接触良好,连接可靠性较难保证,在多尘、潮湿、振动的环境下连接处易堵塞或氧化而接触不良使工控机失效;

b) PCI信号质量较差

由于PICMG 1.0 PCI/ISA总线定义没有照顾到PCI信号走线,使得PCI走线过长,信号质量较差;

c) PICMG 1.0背板PCI总线只能支持PCI 2.0标准

由于PICMG 1.0 PCI/ISA总线不提供PME#5V StandbySM BusPCIXCLKRUN#M66EN等信号,扩展PCI插槽只能支持PCI 2.0标准;

d) 不支持ATX电源从背板供电给系统板且供电功率不够

PICMG 1.0 PCI/ISA总线没有定义PS_ON#,Power GOOD5V StandByATX电源控制信号和电压,且12V电源仅有1个管脚只能承受1A电流,所以无法支持ATX电源从背板供电,造成机箱电源走线复杂;

PICMG 1.0 PCI/ISA总线以上缺陷中,最致命的是连接方式不可靠。在交通、石化、纺织、化工等多尘、振动、潮湿、盐雾等应用环境中尤为突出,往往成为系统可靠性最薄弱的地方。

针对PICMG 1.0总线的连接不可靠问题,PICMG组织的解决方案是PICMG 2.0标准---CompactPCI。但CompactPCI成本太高,CompactPCI I/O扩展卡资源少,缺少ISA支持,这样就使得CompactPCI只能用在像通讯和军工等高端应用中。

 

研祥集团经过十多年在工业控制计算机研发制造上的技术积累,总结经验,大胆创新,成功研发出加固型PCI/ISA工业计算机总线EPIEnhanced PCI/ISA Bus,以下简称EPI总线),摒弃了以上可能出现的问题,从而达到我们预期的设计目标。

研祥EPI总线的主要设计目标有:

u      采用DIN41612欧式连接器取代金手指边沿连接器;

u      系统板和背板在机械结构上与原PICMG 1.0 PCI/ISA标准兼容(总线除外);

u      软件完全兼容PICMG 1.0

u      可选择使用标准PCIISA扩展卡,或者欧式连接器PCIISA扩展卡;

u      支持PCI 2.3标准电气规范;

u      支持更大功耗的系统板;

u      可靠性比PICMG 1.0 PCI/ISA大大提高,成本比PICMG 2.0 CompactPCI大大降低。

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