工控机总线演进：从PC/104到AdvancedTCA

"本文主要介绍了工控机中的PC/104模块安装，并涉及工控机总线的历史和发展，以及PICMG标准族的相关内容。" 工控机总线及其发展是计算机技术在工业自动化领域的重要组成部分。PC/104模块的安装涉及到的是小型化、模块化的嵌入式计算解决方案，常用于对空间、功耗有严格要求的环境。PC/104总线是一种紧凑、高效且易于扩展的总线标准，特别适合于工业控制和嵌入式应用。 PC总线的发展历史可以追溯到IBM PC/XT时代的4.77MHz 8位数据20位地址的总线。随着技术进步，它逐渐演变为ISA（Industry Standard Architecture）总线，提供8MHz的时钟频率，支持8/16位数据宽度和24位地址。为了满足更高性能的需求，ISA总线之后又出现了EISA（Extended Industry Standard Architecture），它在保持对ISA兼容性的基础上，提供了8MHz@的时钟速度，支持8/16/32位数据宽度和32位地址。再后来，IBM推出了MicroChannel Architecture (MCA)，它具有更先进的16/32位数据传输能力，但其封闭性导致了市场接受度不高。 在追求更高性能和更广泛应用的驱动下，PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）成立，它是一个由450多家公司组成的联盟，致力于制定高性能电信和工业计算机的开放技术规范。作为理事会员，研祥积极参与其中，推动了多项PICMG标准的制定，如： - PICMG 1.0：基于标准PCI卡和ISA卡的无源底板应用，奠定了早期嵌入式系统的基础。 - PICMG 1.2：引入了Embedded PCI-X CPU卡和背板，提升了处理能力。 - PICMG 1.3：进一步引入PCI Express技术，显著提高了数据传输速率。 - PICMG 2.0：基于Eurocard的CompactPCI标准，适用于更严苛的工业环境。 - PICMG 3.0：AdvancedTCA（Advanced Telecommunications Computing Architecture）是面向下一代电信设备的新系统架构，基于交换技术。 除了这些标准，还有如ETX、PISA等其他扩展标准，它们都在不同的应用场景中发挥了重要作用。PC总线在系统中的作用是实现部件级、板级、设备间以及系统级的互连和资源共享，包括CPU、内存、存储、输入输出设备等。随着CPU性能的提升、高分辨率显示器的普及和多媒体应用的需求，PC总线的发展趋势是不断提高带宽，适应新的应用需求，如Internet、Intranet、电讯和ISP服务。 PC总线的发展特点是虽然相对于CPU和其他组件的发展显得较为滞后，但由于其广泛的影响力和标准化兼容性，对降低制造和使用成本起到了关键作用。通过不断的技术创新和标准更新，PC总线持续为工控机领域提供可靠、高效的解决方案。