CompactPCI Serial
Системы CompactPCI прекрасно зарекомендовали себя в ответственных приложениях, будь то телекоммуникационная отрасль или бортовые системы.
Спецификация CompactPCI Serial позволяет строить высокопроизводительные вычислительные комплексы. Данные комплексы устанавливаются как на стационарных, так и на подвижных объектах, эксплуатирующийся на воде, земле и в воздухе.
Общая информация
CompactPCI — системная шина, широко используемая во встраиваемых промышленных системах.
Первая базовая спецификация CompactPCI вышла в 1999 году объединила в себе стандарт Евромеханики с шиной PCI. Обмен данными между модулями обеспечивался 32-разрядной шиной PCI с пропускной способностью около 1Гбит/с.
В последующие 10 лет были выпущены две спецификации: PICMG 2.16, имеющая дополнительно 2 канала Ethernet, и PICMG 2.30, в которой было добавлено 4 канала х1
В 2011 году была принята спецификация CompactPCI Serial, существенно увеличивающая пропускные способности по всем типам интерконнектов обмена данными —
Основные преимущества стандарта CompactPCI
|
Возможность построения многопроцессорных, гетерогенных вычислительных систем |
|
Высокая устойчивость к ударам и вибрациям |
|
Эффективное охлаждение |
|
Поддержка режима горячей замены |
|
Поддержка резервирования |
|
Применение стандартных шасси от разных изготовителей |
Семейство стандартов CompactPCI
PICMG 2.0: CompactPCI (1999), 32-разрядная шина PCI
PCMG 2.16: CompactPCI (2001), 32-разрядная шина PCI, 2 дополнительных канала Ethernet.
PCMG 2.30: CompactPCI Plus I/O (2009), 32-разрядная шина PCI, 4 канала PCI-E x1, 2 канала Ethernet. .
PICMG cPCI-S: CompactPCI Serial (2011), 6 каналов PCI-Ex4, 2 канала PCI-Ex8 , 8 каналов SATA 8 каналов USB, 8 каналов Ethernet BaseT Mesh
CompactPCI Serial
CompactPCI Serial является дальнейшим развитием стандарта PICMG 2.0 CompactPCI на основе использования интерфейса PCI Express. Спецификация CompactPCI Serial является логичным развитием тенденции постепенного перехода от параллельных шин к последовательным интерконнектам типа «точка-точка».
Данная спецификация имеет высокую скорость передачи данных, что позволяет создавать быстрые промышленные системы с использованием топологий типа «Звезда» и Mesh.
Назначение контактов CompactPCI Serial
CompactPCI Serial четко прописывает назначение контактов (распиновку) четырех типов интерконнектов и одну контрольную шину I2C на разъемах системных контроллеров и разъемах периферии:
- 2 канала PCI-E x8,
- 6 каналов PCI-E x4;
- 8 каналов Ethernet Base-T;
- 8 каналов SAS/SATA;
- 8 каналов USB 2.0 или USB 3.0;
- шина I2C для контроля и мониторинга служебных параметров системы.
В модулях предусмотрены механические элементы, направляющие и центрирующие модули при присоединении к кросс-плате, что облегчает процесс сборки системы и замены модулей для ремонта.
Системный контроллер, в зависимости от кросс-платы, может устанавливаться слева или справа.
Топология CompactPCI Serial
Спецификация описывает две топологии интерконнектов:
- PCI-E, SATA и USB имеют топологию звезды с системным контроллером (Syst.) в качестве хоста
- Ethernet имеет топологию полной односвязной сети (full mesh), или, другими словами, «каждый с каждым»
|
|
| Топология звезда | Топология full mesh (каждый с каждым) |
Топология звезды
При реализации соединений модулей по схеме типа «звезда» один процессорный модуль может контролировать до 8 периферийных слотов без использования дополнительных мостовых схем или специальных кроссплат.
Топология Mesh («каждый с каждым»)
При подключении по принципу «каждый с каждым» (схема mesh) на основе сети Ethernet может быть завязано до 9 устройств, что позволяет создавать мультипроцессорные комплексы обработки данных.
Питание системы
CompactPCI Serial требует всего одного напряжения питания +12В с максимальной подводимой мощностью в 60 Вт для каждого модуля высотой 3U и 150 Вт для модуля 6U.
Подводимая мощность к системным контроллерам CompactPCI позволяет устанавливать практически любые процессоры как x86, так и PowerPC SPARC, MIPS, архитектуры, а также строить вычислители на базе графических процессоров (GPU) и ПЛИС (FPGA).
Гибридные системы Fastwel
Решения от Fastwel обеспечивают легкую возможность плавного перехода от традиционных CompactPCI (PICMG 2.0) или CompactPCI PlusIO (PICMG 2.30) систем к новому стандарту CompactPCI Serial (PICMG CPCI-S.0) с минимальными вложениями.
Использование гибридной объединительной панели делает систему компактной и сокращает номенклатуру применяемых компонентов.
Многопроцессорные и гетерогенные системы Fastwel
Решение современных вычислительных задач систем специального назначения связано с обработкой высокоинтенсивных потоков разнородных данных – это сигнальная информация, шифрованный трафик, данные от многочисленных датчиков, потоковое видео и т.д. При этом для максимально эффективной обработки структурно-разнородной информации целесообразно использовать вычислители различных архитектур, таких как FPGA, x86, Эльбрус, Байкал, GPU, которые подходят для определенного типа данных.
Возможность построения модульных гетерогенных многопроцессорных систем обеспечивается установкой в системный слот коммутатора PCIe/ GB Ethernet – KIC551.
Кондуктивное охлаждение
Кондуктивное охлаждение представляет собой упаковку стандартной платы в металлическую кассету, которая вставляется в систему с шагом 5HP между модулями. Благодаря возможности доработки любой платы стандарта CompactPCI Serial из воздушного охлаждения в модуль с кондуктивным теплоотводом у пользователей появляется возможность быстрой разработки систем с кондуктивным охлаждением. Использование плат CompactPCI Serial позволяет повторно использовать уже накопленный багаж навыков, знаний, отработанных алгоритмов при модернизации при модернизации существующих или разработки новых систем.
