Технология CompactPCI

В мире действительно промышленных ММС

Одновременно PCI становится стандартом де-факто при создании высокопроизводительных одноплатных компьютеров/контроллеров для традиционных управляющих архитектур, предназначенных для работы в условиях, требующих высокой надежности (большого соотношения MTBF/наработка на отказ от 100 000 часов), короткого MTTR, механической компактности и большой канальности ввода/вывода. Это касается прежде всего самого популярного международного стандарта промышленных/военных ММС для систем реального времени - VMEbus, как, впрочем, и VXI/Мultibus-II, ряда "частнофирменных" стандартов. Сегодня промышленный одноплатный VME-компьютер на процессорах PowerPC, Pentium(Pro), Alpha без локального PCI-интерфейса представить себе практически невозможно. Просто экономически чрезвычайно невыгодно его создавать без применения PCI. Как нельзя его представить и без средств гибкого локального расширения ввода/вывода - мезонинного интерфейса PMC/IEEE 1386 на основе шины PCI.

PCI активно внедрился в новейшие разработки на основе сигнальных/DSP VME-процессоров с поддержкой PMC-ввода/вывода. Уже серийными стали разработки ROTS&MOТS/Rugged&Military Of The Shelf/ (готовые к использованию модули военного исполнения) вариантов одноплатных VME64/PCI - компьютеров с кондукционным охлаждением для военных и иных спецсистем. Внедрение PCI чрезвычайно облегчило проектирование VME-компьютеров на основе любого универсального RISC-процессора и коммуникационных "бестселлеров" типа МРС860 компании Motorola. Компания Tundra Semiconductor Corporation, больше известная как Newbridge Microsystems, выпустила ряд мостовых PCI-VME64 кристаллов, в частности Tundra Universe CA91CO42-33CE, которые позволяют любой PCI-компьютер без особых проблем выполнить в стандарте VME. Достаточно взглянуть на структурную схему современной VME/Pentium-одноплатки, чтобы понять: в сущности, архитектурно она отличается от "стандартной" РС/АТ-машины только механическим форматом и наличием мостового кристалла PCI-VME64. Общая идеология PowerPC и Alpha VME SBC - аналогична.

Очень существенно PCI повышает характеристики VMEbus-системы для мощного телекоммуникационного ввода/вывода. Кристаллы QSpan компании Tundra обеспечивают прямой выход самых популярных в мире коммуникационных процессоров МС68360, МРС860 и CISC real-time процессоров МС68040/68060/68070 на шину PCI.

В общем, и в мире мощных промышленных широковещательных шин стандарт PCI стал "своим". Он принес с собой много полезного с точки зрения скорости разработки, производительности, ценовой эффективности, стандартизации аппаратного и программного обеспечения, гибкости стандартных мезонинных расширений и т. д. Но принес и свои "болезни". В частности, ориентированный на блочные передачи (именно здесь PCI подтверждает свои преимущества) PCI не является "идеальной" средой для систем реального времени, где очень важны скорости единичных передач и скорость/гибкость/эффективность обработки прерываний от большого числа малорегистровых источников объектного ввода/вывода. В этом случае трафик на PCI снижается в несколько раз. Это, прямо скажем, не самые мелкие проблемы, с которыми приходится сталкиваться разработчикам приложений реального времени (весьма большой класс приложений в промышленной и военной сфере) при использовании интерфейса RISC/CPU+PCI+VME64. Особенно в критичных к времени реакции приложениях. Эти проблемы пытаются решать, как правило, за счет высокой производительности процессоров и оптимизации системного и прикладного программного обеспечения.

Cущественные изменения в ближайшем будущем претерпят и другие популярные архитектуры для встраиваемых промышленных приложений. Из наиболее заметных - стандарт РС-104. Производители этого класса аппаратуры уже выдвинули предложение о переводе его системной шины на стандарт PCI. Являясь, по сути, проекцией РС/АТ-архитектуры с 8/16-разрядной низкопроизводительной ISA-шиной, стандарт РС-104 делает практически бессмысленным применение новых поколений микропроцессоров, в частности Pentium, для построения основного host-процессора в своем традиционном применении. Учитывая, что i386/486-семейство (основное семейство для РС-104) фактически перестает существовать, - задача перевода РС-104 в PCI стала весьма актуальной. Общее давление домашнего/офисного рынка ПК на сектор "промышленных" РС/АТ приводит к "вымыванию" ISAbus как архитектурного класса с соответствующим окончанием SW/HW-поддержки ключевых производителей. Сегодня в офисных и встраиваемых Pentium/PowerPC-системах шина ISA используется, в основном, как дешевый компонент для поддержки низкопроизводительного ввода/вывода: FDD, СОМ1&2, LP, клавиатуры... Но посмотрите на активность Intel и K° в отношении USB-архитектуры! USB - уже реальная альтернатива ISA как подсистемы пользовательского ввода/вывода в ПК. Доказанная эффективность последовательных коммуникаций перед шинными/широковещательными приводит к очень быстрому росту разработок на базе уже де-факто стандартных интерфейсов SPI и I2C. Существует точка зрения, обычно декларируемая производителями встраиваемых "промышленных" ISA-компьютеров: мол, даже если ISA уйдет с общекомпьютерного офисного/домашнего рынка, то все равно ISA будет неплохо жить во встраиваемых промышленных приложениях. Трудно с этим согласиться. Теоретически можно спрыгнуть с быстро плывущего корабля (общая тенденция развития бытовых/офисных ПК и рабочих станций) посреди океана (общекомпьютерный офисный SW/HW рынок) и продержаться на воде еще некоторое время. Но совершенно точно можно сказать, что пока плаваешь, уже пора молиться за упокой. На языке бизнеса - пора думать об эффективности долгосрочных (это непреложное требование промышленных и военных проектов для класса встраиваемых приложений) инвестиций в определенный класс технологий.

В этом смысле, думается, многие производители "промышленных" РС/АТ с исключительно ISA-поддержкой объявят о той или иной версии своей причастности к PCI-архитектуре. У них просто нет другого шанса выжить.

НАЗАД СОДЕРЖАНИЕ ВПЕРЕД