工控机总线演进：从PCI到PCI-X, AGP, CompactPCI

本文介绍了工控机中的几种PCI变种以及工控机总线的发展历程，重点关注了各种PCI标准，如PMC、CompactPCI、MiniPCI、CarBus和PCMCIA等。此外，还提及了AGP和PCI-X接口，这些都是提高系统性能的关键组件。 在工控机领域，PCI变种扮演着至关重要的角色。PMC（Peripheral Module Connect）是一种扣板结构，设计用于安装在主板上，提供紧凑而高效的扩展能力。CompactPCI基于Eurocard结构，采用无源底板，适用于需要高可靠性和坚固性的工业环境。MiniPCI则主要针对便携式系统，有I, II, III类连接器，满足不同设备的接口需求。CarBus是一种专为便携式系统设计的点对点连接标准，而PCMCIA结构则是早期便携设备的扩展插槽标准。 随着技术进步，高性能图形和数据处理需求推动了更快速度总线的发展，如AGP（Accelerated Graphics Port）。AGP1x, 2x, 4x, 8x代表了不同速度等级，旨在优化图形处理性能。PCI-X则是在保持向后兼容原有PCI标准的同时，将最大带宽提升至1GB/sec，进一步提升了系统间的通信速度。 工控机总线的发展与PC总线紧密相连。ISA（Industry Standard Architecture）和PC/104总线是早期的标准，而后演进为PCI（Peripheral Component Interconnect），这在工业计算机中广泛应用。随着PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）的成立，一系列基于PCI标准的规范得以制定，如PICMG1.0、1.2、1.3，分别对应标准PCI卡、Embedded PCI-X CPU卡和PCI Express CPU卡的无源底板应用。同时，PICMG2.0引入了基于Eurocard的CompactPCI标准，而PICMG3.0则为AdvancedTCA（Advanced Telecommunications Computing Architecture）铺平道路，这是一种面向下一代电信设备的系统架构。 在PC总线架构中，中央处理器、存储器（包括内存条和闪存）、外部存储器（如硬盘、CD-ROM、U盘）以及输入输出设备（如键盘、鼠标、显示器、打印机、LAN接口等）通过总线进行连接和通信。总线的作用不仅在于部件间的互连，还体现在功能的扩展和成本的降低，确保了设备的兼容性和标准化，这对于制造和使用成本具有重要意义。 随着CPU性能的不断提升、高分辨率显示器的普及以及多媒体应用的兴起，PC总线的带宽需求不断提高。例如，Internet和Intranet的广泛使用，以及电信和ISP服务的扩展，都对总线速度提出了更高要求。尽管PC总线的发展可能相对于其他组件如内存和CPU稍显滞后，但其对整个系统性能的影响是深远且广泛的。例如，从最初的PC/XT、ISA、EISA到后来的MicroChannel、PCI、PCI-X，再到现在的PCI Express和AGP，这些总线标准的演变反映了计算机技术不断追求更快、更高效连接的历程。