工控机总线演进与PICMG标准解析

"本文主要介绍了工控机中的PC/104结构，涉及工控机总线的历史、发展以及相关的PICMG标准。" 在工控机领域，PC/104结构是一种小型化、模块化的计算机系统设计，适用于对体积、功耗和可靠性有严格要求的工业环境。这种结构以其紧凑的尺寸和易于扩展的特点，在工业自动化、轨道交通、军事应用等领域得到了广泛应用。 PC总线是个人计算机的核心组成部分，负责连接各个硬件组件，如中央处理器(CPU)、内存、存储设备、输入输出(I/O)接口等。随着技术的发展，PC总线经历了多次升级，以满足日益增长的性能需求。从最初的PC/XT总线，到ISA(Industry Standard Architecture)总线，再到EISA(Extended Industry Standard Architecture)和Micro Channel Architecture(MCA)，每一代总线都提升了数据传输速度和系统扩展能力。 PC/104总线是专为嵌入式系统设计的一种标准，它基于ISA总线但采用更小的物理尺寸，允许多个模块紧密堆叠，节省空间并增强系统的模块化程度。这种结构特别适合于需要在有限空间内实现高性能计算的工控机系统。 PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）是一个国际性的组织，致力于制定高性能电信和工业计算机的开放技术规范。其成员包括执行会员、理事会员和普通会员，共同推动着工控机技术的进步。研祥作为该组织的理事会员，积极参与并贡献于PICMG标准的制定。 PICMG标准系列包括了多种规范，如PICMG1.0、1.2、1.3，分别对应基于PCI、Embedded PCI-X和PCI Express的CPU卡和背板。此外，还有如PICMG2.0的CompactPCI标准，以及面向下一代电信设备的AdvancedTCA (ATCA) 架构，即PICMG3.0。这些标准旨在促进硬件之间的兼容性和互操作性，降低生产和使用成本，同时提升系统性能。 PC总线的作用不仅仅是连接各个硬件组件，还在于实现不同层次的互连和共享。部件级互连确保了内存条、南北桥芯片组之间的通信；板级互连则支持PCI网卡、ISA声卡等扩展卡；设备互连如打印机接口，以及系统级互连如以太网通信。此外，通过标准化，PC总线提供了良好的兼容性，降低了制造和使用成本。 PC总线的发展历程是与CPU技术、显示器分辨率、多媒体应用等密切相关的。随着CPU性能的提升，高分辨率显示器的普及，以及音频、视频处理需求的增加，PC总线必须不断提升带宽以满足这些新的应用需求。尽管PC总线的发展相对于CPU和其他组件来说可能显得滞后，但其影响力依然广泛，对整个计算机系统的设计和性能起着至关重要的作用。