CompactPCI蓄勢待發(fā)—技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)未來

2003/11/26

　　CompactPCI簡稱cPCI，中文又稱緊湊型PCI，是國際PICMG協(xié)會于1994提出來的一種總線接口標(biāo)準(zhǔn)。它的出現(xiàn)解決多年來電信系統(tǒng)工程師與設(shè)備制造商面臨的棘手問題，將VME密集堅(jiān)固的封裝和大型設(shè)備的極佳冷卻效果以及PC廉價(jià)、易采用最新處理能力的芯片結(jié)合在一起，既保證了99.999%的高可靠度，極大降低了硬件和軟件開發(fā)成本。

　　CompactPCI所具有的開放性、高可靠性、可熱插拔（Hot Swap），使該技術(shù)除了可以廣泛應(yīng)用在通訊、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)電話整和（Computer Telephony），也適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制（Real Time Machine Control）、產(chǎn)業(yè)自動化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（Real-Time Data Acquisition）、軍事系統(tǒng)等需要高速運(yùn)算、智能交通、航空航天、醫(yī)療器械、水利等模塊化及高可靠度、可長期使用的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　根據(jù)國際知名研究機(jī)構(gòu)IMS在今年七月的分析預(yù)估指出，CompactPCI 未來五年在歐洲將會有持續(xù)穩(wěn)定的成長。IMS訪問世界各地主要的嵌入式單板計(jì)算機(jī)購買者發(fā)現(xiàn)，在所有受訪者當(dāng)中有 42.9% 的人有意在2006年之前采用CompactPCI 單板計(jì)算機(jī)于其系統(tǒng)，這個使用比例比目前的39.3% 高出許多。IMS研究報(bào)告強(qiáng)調(diào)，即使新的AdvancedTCA(PICMG 3.X) 規(guī)格被廣泛接受, 這些公司對于正在主流地位的CompactPCI(PICMG 2.X) 的需求仍不會有絲毫減少。IMS 研究預(yù)告電信業(yè)的逐漸復(fù)蘇，結(jié)合新應(yīng)用將使 CompactPCI 銷售從今年到 2007年期間維持9.7% CAGR（年復(fù)合平均成長率）的高度成長。

　　相對CompactPCI技術(shù)在歐美等國家的日漸普及，結(jié)合我們在中國相應(yīng)行業(yè)技術(shù)及市場的的了解與掌握，我們發(fā)現(xiàn)目前中國國內(nèi)的CompactPCI技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用的確還存在一定的差距，但同時(shí)我們也欣喜地看到中國作為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最為迅速的地區(qū)，對先進(jìn)技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、理念的接納能力也另人十分振奮，CompactPCI技術(shù)也在近年內(nèi)從為人們所認(rèn)識、了解到逐漸的接受、應(yīng)用，我們有理由相信隨著中國基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步技術(shù)深化，會在相關(guān)的各行業(yè)引起新一輪的應(yīng)用浪潮。如下我將與大家探討在通訊及

（一） CompactPCI在電訊領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢

目前CompactPCI可應(yīng)用的通訊信領(lǐng)域：

IP寬帶網(wǎng)絡(luò)：
目錄服務(wù)
Web Hosting
防火墻服務(wù)器
FTP服務(wù)器
代理服務(wù)器e
電子郵件服務(wù)器
IP電話
VOIP 網(wǎng)關(guān)

電信服務(wù)增值：
排序系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)管理
本地服務(wù)網(wǎng)關(guān)
統(tǒng)一消息網(wǎng)關(guān)
語音服務(wù)

無線交換網(wǎng)絡(luò)：
認(rèn)證中心
移動交換中心
(Mobile Switch Center)
基站控制
預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)
WAP 服務(wù)器
GPRS 服務(wù)器
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

電信固定網(wǎng)絡(luò)：
軟交換
CTI/IVR備用處理器
智能外圍設(shè)備
7號指令集網(wǎng)關(guān)
智能網(wǎng)絡(luò)

　　對于電信設(shè)備來說，所謂的高可靠度（High Availability, HA），要求極其苛刻，也就是說要達(dá)到5個九的可靠度標(biāo)準(zhǔn)。過去電信設(shè)備廠商為了達(dá)到這些要求，各家均采用自行開發(fā)定義的硬、軟件標(biāo)準(zhǔn)，致使互不兼容和通用，整體硬件和軟件開發(fā)成本很高，產(chǎn)品也堪稱"貴族產(chǎn)品"。

　　我們通過對電信市場需求的長期研究之后的出，其實(shí)市場即實(shí)際應(yīng)用的新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包涵：

　　多達(dá)2Tb/s可擴(kuò)展的交換容量
　　可靠度達(dá)到99.999%的可擴(kuò)展系統(tǒng)
　　對40Gb/s接口的多協(xié)議支持
　　高階的模塊化和可配置化
　　為DSP，處理器，存儲器提供一個大容量平臺的能力

功耗
　　下一代電路需要單板能處理150 - 200W的規(guī)格
板子尺寸
　　電路越做越大, 相應(yīng)板子尺寸也越來越大
后 I/O
　　現(xiàn)今的標(biāo)準(zhǔn)很難處理光纖后I/O

　　由于CompactPCI同時(shí)擁有了媲美專用電信設(shè)備的5個九的可靠度，和本身所具有的開放性、以及可大量采用的廉價(jià)PC部件這三大"利器"，在硬件設(shè)施上有有著可熱插拔、抗震性強(qiáng)、高可用性（Availability）、易使用性（Serviceability）、可擴(kuò)展性（Scalability）等特性，完全符合以上的所有要求。所以不僅可以滿足電信設(shè)備的各種苛刻需求，也能極大的降低設(shè)備生產(chǎn)和采購成本。就國際市場的價(jià)格來看，cPCI設(shè)備總體造價(jià)比過去傳統(tǒng)電信設(shè)備便宜很多，有些部分價(jià)格甚至不足原來產(chǎn)品的1/4，困擾電信運(yùn)營商的降低成本調(diào)整資費(fèi)的難題，可以得到有效解決。所以在這個電信業(yè)倍速競爭的時(shí)代，對于用戶和電信產(chǎn)業(yè)來說，其意義是不言而喻的。而據(jù)我們了解到國內(nèi)目前的電信建設(shè)第一輪高潮后到目前已進(jìn)入性價(jià)比的增值時(shí)代，新一代的通訊基礎(chǔ)設(shè)施正在醞釀、進(jìn)行之中，cPCI在國內(nèi)必然會受到異乎尋常的重視，市場規(guī)模令人無可忽視，成為全世界CompactPCI及AdvancedTCA技術(shù)廠商矚目的焦點(diǎn)。

　　以全球CompactPCI技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商凌華科技為例，在2003年前三季的營業(yè)額當(dāng)中，凌華科技在CompactPCI產(chǎn)品的營業(yè)額呈現(xiàn)倍數(shù)的成長，主要就是因?yàn)殇N售領(lǐng)域涵蓋軍用3U、6U CompactPCI系統(tǒng)、交通及運(yùn)輸用3U CompactPCI控制系統(tǒng)、半導(dǎo)體設(shè)備3U、6U自動化平臺、6U PICMG2.16開放架構(gòu)的企業(yè)用刀片式服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)匝道器等。電信網(wǎng)絡(luò)硬件平臺逐漸走向開放的CompactPCI標(biāo)準(zhǔn) ，未來5年內(nèi)，電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商將會把PICMG 2.0, 2.16 & 3.0 CompactPCI 技術(shù)承載其主要應(yīng)用。CompactPCI除了在以上這些領(lǐng)域廣受好評外，由于3G無線通訊時(shí)代的來臨，一股通訊設(shè)備更新熱潮正在蓄勢待發(fā)。

（二）CompactPCI在其它行業(yè)的應(yīng)用

　　相對電信市場的持續(xù)發(fā)展，CompactPCI已逐漸擴(kuò)展到其它工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用上，不論是交通運(yùn)輸系統(tǒng)、軍事應(yīng)用、量測儀器、自動化設(shè)備，甚至一般

　　企業(yè)用戶，都是CompactPCI新的愛用者，這就是為什么 CompactPCI 在電信市場低迷之際仍能維持銷售和市場占有率的原因。CompactPCI本身所具有的高可熱插拔、抗震性強(qiáng)、高可用性（Availability）、易使用性（Serviceability）、可擴(kuò)展性（Scalability）等特性完全適合工業(yè)級的應(yīng)用。所以采用CompactPCI架構(gòu)的工業(yè)PC，相對商業(yè)PC的架構(gòu)來講，就會完全適應(yīng)相對作業(yè)環(huán)境較為惡劣如（溫度高、震度高、電磁干擾、射頻干擾等）從而可以保證系統(tǒng)在惡劣條件下的穩(wěn)定運(yùn)行，其主要優(yōu)勢如下：

　　CompactPCI基于PICMG2.0規(guī)范。CompactPCI的電氣特性與PCI總線相同，因此用戶的軟件和普通PC兼容，現(xiàn)有的PCI外圍卡也可以很容易移植到CompactPCI平臺。CompactPCI使用2mm高密度針孔總線連接器，和使用金手指連接器的PCI卡相比，具有連接可靠、完全氣密的特點(diǎn)，卡片的抗振性和抗腐蝕性大大提高。此外CompactPCI卡片采用經(jīng)過20余年現(xiàn)場使用考驗(yàn)的歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)。歐規(guī)卡采用垂直安裝、前抽取結(jié)構(gòu)，提高了卡片的散熱性、抗振性和易維護(hù)性。

　　和傳統(tǒng)商用PC和工控機(jī)相比，CompactPCI具有如下優(yōu)點(diǎn)：

一、系統(tǒng)抗振性強(qiáng)

　　CompactPCI卡片上下有導(dǎo)軌固定，卡片的前端通過氣密性的針孔連接器和背板相連，每個接頭具有10KG的結(jié)合力�？ㄆ目梢酝ㄟ^面板螺絲固定在機(jī)箱上。CompactPCI卡片的前后上下都被固定，因此系統(tǒng)抗振性大大提高。

二、支持卡片帶電拔插

　　CompactPCI的背板使用長中短插針結(jié)構(gòu)，其中Power和Ground針腳最長，可以保證卡片安全的帶電插入拔出。此外板選信號IDSEL,BD_SEL#針腳最短，系統(tǒng)借由此信號可以得知卡片是在插入過程或是拔出過程。另外CompactPCI制定了熱插拔的硬件過程和軟件管理接口，保證了卡片熱插拔過程的有效性。

三、支持后走線，便于方便配線

　　CompactPCI的卡片的信號線不用從卡片前面板引出，可以通過背板將信號線用轉(zhuǎn)接板從后端引出。當(dāng)更換卡片時(shí)，不許要更換信號線，這樣減少了更換卡片的工作量并減少因更換信號線而引起的出錯概率。此外信號線從后端引出，設(shè)備前端也會比較美觀。

四、卡片垂直安裝，有利于散熱

　　CompactPCI卡片采用歐規(guī)卡結(jié)構(gòu)，卡片垂直安裝，系統(tǒng)的散熱氣流從下而上吹，符合空氣對流原理，散熱效果好。

五、CompactPCI卡片具有更好的電氣特性

　　CompactPCI背板插針和接頭全部鍍金，并嚴(yán)格定義了信號線的最長長度，PCB板的阻抗，去偶電容,PCI上拉電阻阻值，因此CompactPCI的電氣特性要優(yōu)于普通PCI工控機(jī)。單個CompactPCI總線段最多可以支持7個PCI設(shè)備，而普通工控機(jī)只能支持4個PCI設(shè)備。

六、防腐和電磁屏蔽性好

　　CompactPCI使用2mm氣密性針孔總線連接器，鹽霧、酸霧和帶電粉塵不能腐蝕總線。此外CompactPCI的全鋁合金機(jī)箱外殼和卡片的U型彈簧片能給系統(tǒng)提供良好的電磁屏蔽保護(hù)。

七、抗靜電好

　　CompactPCI卡片下端具有3斷靜電導(dǎo)出條，可以靜電導(dǎo)出到大地。另外CompactPCI規(guī)定系統(tǒng)的邏輯地和機(jī)箱地隔離，保持系統(tǒng)不受外界干擾�；赑ICMG1.0的工控機(jī)無法做到機(jī)箱地和邏輯地隔離。

八、機(jī)箱深度淺，便于機(jī)柜安裝

　　CompactPCI的機(jī)箱深度只有258mm，大大短于普通工控機(jī)的機(jī)箱深度400～450mm，給機(jī)柜安裝留下了更大空間。這樣便于用戶安裝其它配線設(shè)備

　　目前CompactPCI已在實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制（Real Time Machine Control）、產(chǎn)業(yè)自動化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（Real-Time Data Acquisition）、軍事系統(tǒng)等需要高速運(yùn)算、智能交通、電力、航空航天、醫(yī)療器械、水利等模塊化及高可靠度、可長期使用的應(yīng)用領(lǐng)域有了非常廣泛的應(yīng)用，我們也會積極將國際先進(jìn)的技術(shù)引入國內(nèi)，并投身于中國基礎(chǔ)設(shè)施的各相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級中去。

凌華科技公司供稿 CTI論壇編輯

凌華科技推出6U CompactPCI單板電腦 2009-08-11

凌華發(fā)布PICMG 1.3 SHB規(guī)格工業(yè)電腦NuPRO-E320 2009-06-09

凌華科技發(fā)布3U與6U CompactPCI單板計(jì)算機(jī) 2009-04-20

分類信息: 標(biāo)準(zhǔn)匯編_文摘文摘 cti文摘技術(shù)_cpci_文摘

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