CompactPCI

Для разработки надежных и мощных модульных вычислительных систем в 1995 году был утверждён стандарт СompactPCI. Стандарт приобрел широкое распространение в телекоммуникационных и промышленных вычислительных системах благодаря основным преимуществам: модульной конструкции, компактным размерам и поддержке «горячей замены» (hot swap) отдельных функциональных модулей без отключения изделия в целом, предусмотренную стандартом PICMG 2.0 R2.1 CompactPCI (PICMG 2.0 R2.1 CompactPCI Core Specification) и более современным стандартом PICMG 2.0 R3.0 CompactPCI (PICMG 2.0 R3.0 CompactPCI Core Specification, with PICMG ECN 002 on Self-Describing Slot Geography). Стандарт PICMG 2.0 R3.0 CompactPCI предусматривает передачу данных по следующим технологиям Serial RapidIO, PCI Express, Gigabit Ethernet и др.

Что такое ComapctPCI?

В основе стандарта лежит шина PCI, доработанная с учетом применения в составе многомодульных вычислительных систем, и газонепроницаемый компактный разъём 7x47 pin, отвечающий стандарту IEC 1076, и характеризующийся низкой индуктивностью и контролируемым импедансом.

Стандарт CompactPCI обеспечивает поддержку до 8-и устройств без использования мостов. Использование мостов позволяет увеличить число модулей в системе до 32. Стандартом предусматривается возможность работы с разрядностью шины 32 и 64 бита на частоте 33 или 66 МГц.

При частоте шины 33 МГц и разрядности 32 бита максимальная пропускная способность составляет 133 Мбайт/с, а при разрядности 64 бита — 266 Мбайт/с. При работе на частоте 66 МГц скорость обмена данными увеличивается в два раза (266 и 532 Мбайт/с для 32-х и 64-х бит соответственно).

В ноябре 2009 года в дополнение к стандарту PICMG 2.0 R3.0 CompactPCI была принята спецификация PICMG 2.30 R1.0 CompactPCI PlusIO Specification. Данная спецификация, используя ранее свободные контакты разъёма J2, поддерживает новые высокоскоростные интерфейсы межмодульного обмена такие как: 4 х PCI Express 2.0 x1 пропускная способность до 16 Гбит/с, 2 х Gigabit Ethernet — 2 Гбит/с, USB и SATA. Широкая линейка интерфейсов расширила возможности построения производительных систем при сохранении обратной совместимости с платами стандарта PICMG 2.0 R2.1. Применение разъёма нового типа Ultra Hard Metric позволяет увеличить полосу пропускания соединителя до 5 Гбит/с, при обеспечении совместимости с разъёмом базового стандарта PICMG 2.0. Также стандарт CompactPCI (PICMG 2.0 R3.0 CompactPCI) предусматривает два форм-фактора модулей и систем (конструктивных исполнений) 3U и 6U.

В настоящее время распространение получили более скоростные шины, чем PCI, такие как: PCI Express (PICMG EXP.0 R2.0 CompactPCI Express Specification) и Gigabit Ethernet, позволяющие значительно увеличить скорости межмодульного обмена. Оборудование стандарта CompactPCI является востребованным на рынке высокотехнологичного электронного оборудования благодаря высокой скорости межмодульного обмена, наличию большого числа наработок ПО, относительно низкой стоимости и относительно низкому энергопотреблению.

ЗАО «Скан Инжиниринг Телеком» разрабатывает и производит, системные платформы и модули стандарта CompactPCI форм-факторов 3U и«6U, обеспечивая растущий спрос.

Модуль форм-фактора CompactPCI 3U Модуль форм-фактора CompactPCI 6U

Объединительная плата

Основным элементом системной платформы CompactPCI является объединительная плата. Межмодульный обмен производится по следующим линиям:

  • PCI 32 бит 33/66 МГц;
  • PCI 64 бит 33/66 МГц;
  • PCI Express x1 и Gigabit Ethernet при соответствии спецификации PICMG 2.30 CompactPCI PlusIO.

Выбор конкретной линии (линий) для обеспечения взаимодействия между функциональными модулями зависит от схемотехнического решения, примененного в модуле (модулях) CompactPCI.

Источник питания

При компоновке системы модулями учитываются возможности объединительной платы и расположение на ней слотов источника питания и слота системного, в который устанавливается мастер-устройство (например, процессорный модуль).

Электропитание модулей обеспечивается по линиям объединительной платы.

По способу подачи электропитания на объединительную плату источники питания для системы CompactPCI имеют следующие варианты конструктивного исполнения:

Модуль питания с разъёмом P47 конструктивно выполнен в помехозащищенном корпусе с защитой от внешних факторов, что увеличивает его срок эксплуатации и уменьшает электромагнитное влияние на функциональные модули систе мы. Модули питания с разъёмом P47 обладают возможностью коррекции коэффициента мощности и гармонической коррекции, возможностью «горячей замены», возможностью параллельной работы в режиме резервирования (n+1), при котором шина управления питания равномерно разделяет ток потребления между ними.

За счет совокупности характеристик модуля питания с разъёмом P47 именно они чаще применяются для промышленных систем, а модули питания ATX для систем разработки.

Корпус

Большинство системных платформ CompactPCI выпускаются в корпусах стандарта «Евромеханика 19″». Расположение модулей в корпусе возможно как в горизонтальном, так и вертикальном положении.

На свободных панелях корпуса допускается размещать дополнительные коммерческие или защищённые разъёмы с выводом на них интерфейсов модулей.

Все системные платформы CompactPCI разрабатываются с расширенными функциями электромеханической защиты и соответствуют стандартам: IEEE 1101.1, 1101.10, 1101.11 и IEC 60297-3-101, 60297-3-102 и 60297-3-103.

CompactPCI корпус высотой 1U с горзонтальным расположением модулей форм-фактора CompactPCI 6U CompactPCI корпус высотой 2U с горзонтальным расположением модулей форм-фактора CompactPCI 6U
CompactPCI корпус высотой 3U с вертикальным расположением модулей форм-фактора CompactPCI 3U CompactPCI корпус высотой 6U с вертикальным расположением модулей форм-фактора CompactPCI 6U

Методы охлаждения

ЗАО «Скан Инжиниринг Телеком» производит системные платформы СompactPCI со встроенным модулем принудительного воздушного охлаждения, расположенным либо в нижней, либо в боковой части корпуса.