CompactPCI® Serial (PICMG CPCI-S.0) 标准简介
北京长久斯捷有限公司 西安办事处
CompactPCI Serial是CompactPCI标准的升级,采用和CompactPCI相同的IEEE 1101机械规范,并为3U系统引入了新的传导制冷结构。采用了Ethernet, PCI Express, SATA和USB这些现代的串行接口标准,为了传输高速信号,引入了新的AirMax高速连接器。PCI Express, SATA/SAS和USB采用了简单的星形结构,Ethernet采用了全网状结构,不需要交换机和桥接,支持3U和6U结构,通过混合背板可以与现有的CompactPCI产品实现互操作,利于系统的平滑升级。
标准得到了连接器,芯片,板级设计,机箱,系统集成商等30多家厂家的支持,CompactPCI® Serial (PICMG CPCI-S.0) 标准已于2011年的3月份通过PICMG正式发布。
下面结合现在市场上已经发布的CompactPCI Serial产品,对CompactPCI Serial标准做个简单的介绍。 CompactPCI Serial的系统结构:
图3
cPCI Serial系统结构示意图
CompactPCI Serial使用了CompactPCI的全部机械结构,兼容IEEE 1101标准。只是将原来的2-mm连接器替换成了现代的高密度连接器,可以支持10 Gb/s甚至更高的差分信号。像CompactPCI一样,背板是无源的。3U的CompactPCI Serial仅仅需要12V的供电,6U的系统增加了48V的供电要求,可以实现Power-Over-Ethernet的应用要求。
像在CompactPCI系统中一样,有个专用的系统槽,用于为系统提供核心基础的复位和时钟功能。这意味着一个最小的CompactPCI Serial系统可以仅仅有一个系统槽构成。
附属槽通过现代的串行,高速,点对点连接方式连接起来,类似MicroTCA,不过不需要交换板或者HUB。取而代之,在背板上实现了PCI Express, SATA and USB的全星形结构,以太网的全网状结构。
一个系统槽板卡可以用在附属槽中去实现多处理器处理,这种情况下,以太网通信是最容易的方法,采用xxBase-T电缆标准,而不用专用的背板标准,降低了成本,保证了更好的互操作性,提供了10 Gb/s的数据带宽。
类似在CompactPCI系统中一样,CompactPCI Serial也支持后I/O,不过提供了更多的管脚,支持更高的速率。
CompactPCI
Serial被设计成适用于恶劣环境,成本敏感的要求高带宽和可信赖的应用领域。
板卡的机械结构:
像CompactPCI一样,CompactPCI
Serial规范定义了3U和6U系统,一个无源的背板用于连接前面和后面的板卡,每个板卡都有前、后面板,一个手柄(3U)或者两个手柄(6U)方便用户从机箱中插拔板卡。3U系统中每个槽最多有六个分立的连接器,根据应用不同连接器数量可以不同,实现了扩展性和成本的控制。 6U系统在3U系统的基础上增加了J0/P0的定义,提供了额外的电源(在6U系统中是必须的)和两路以太网,可以用于系统管理(如:AMT), 连接器的类型: 用于CompactPCI Serial的连接器经过优化,适用于高速差分信号的传输,防护和阻抗控制是通过连接器实现的。连接器按每排12针的方式排列,12针足够实现4个高速信号对,一排中的4个针要求用来实现地。不过连接器中的针没有被定义,因此,一个针可以用作信号(差分或者单端),地或者供电。所有的连接器是设计成压接固定方式的,压入PCB的长度仅仅是1.6mm,从而减少了露头的长度,增强了信号的完整性。
表1 板卡的连接器类型
图10
3U系统槽板卡的针分配
图10 6U系统槽板卡的针分配
采用的连接器:
1)FCI 公司的AirMax连接器。
2)
采用了和VME类似的结构,针在板卡上,座在背板上,这样当板卡上的某个针损坏的时候,可以直接换板卡。
一些典型的应用案例:
飞机客舱系统(Airborne Cabin System)
主要特点:
■Fanless forced air cooling system for 0..+60°C operation temperature
■Intel® Core™ 2 Duo CPU card with dual Ethernet, dual USB and graphics
■CPU card with standard rear I/O: 4 PCIe®, 4 USB, 4 SATA, 1 Ethernet
■Multimedia side card for TFT/LCD and audio connection
■UARTs and data storage medium on CPU board
■Customized universal interface board with ARINC-429 and CAN bus interfaces in FPGA
■Customized Ethernet switch with 6 ports on DSUB connectors to backbone communication
■Developed according to DO-160D
CompactPCI® Serial官方博客:http://www.compactpciserial.net/
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