合作伙伴专区:CompactPCI 系列全新面貌

发布日期:
October 16, 2023

贡献者: 海豚、EKF、Elma Electronic 和 PICMG 总裁

 

CompactPCI Serial 已经存在了很多年。凭借其模块化、可扩展性和成本效益,它在各种坚固耐用的嵌入式行业中取得了显著成功,尤其是在更复杂的应用环境中。aTelma,我们认为它是一个模块化的开放标准,在 OpenVPX 可能超出特定项目需求的应用程序中具有很好的应用机会,但它仍然可以承受大多数严苛的环境要求。毕竟,它被广泛应用于铁路和运输行业。

 

我们向一些 CompactPCI Serial 社区成员提出了以下问题,这篇博客是他们共同思考的结果。

 

工程师在评估CompactPCI Serial作为潜在的系统架构时应该了解哪些方面?

 

来自:PICMG 总裁杰西·伊斯奎斯

CompactPCI Serial 还活着而且正在蓬勃发展!实际上,活跃的技术工作组解决了日益增长的高速 I/O、处理和系统管理需求。定期推出新的应用程序和产品以加强生态系统,PICMG成员在制定规范和行业中的合作水平非常出色。

得益于所有这些,CompactPCI 串行标准已成为需要模块化、高性能和对称多处理的各种应用的流行平台。此外,技术工作组正在更新其他增强功能,以使规范保持最新状态。

目前的采用水平和势头确保了CompactPCI社区将在各种运输、医疗、工业控制/自动化、通信、机器人和太空应用中持续取得成功。

在 PICMG 网站上,您可以了解许多 CompactPCIserial 参考资料并查看会员产品目录,该目录包含来自十五家公司的 160 多个产品清单。https://www.picmg.org/openstandards/compactpci-serial/

来自:Herman Paraison,海豚互连解决方案销售和营销副总裁

Dolphin INterconnect Systems PCIe Adapter 3U CPCI Serial
图 2-来自 Dolphin Interconnect 的 PCIe 适配器卡

评估潜在系统架构的系统工程师应考虑 CompactPCI Serial 的新功能。那些开发复杂系统的人员现在可以使用 CompactPCI Serial 来连接 I/O 组件,还可以连接多个处理器等。随着新的 CompactPCI 串行高级 PCIe 交换机模块的推出,可以创建更大、更复杂的拓扑,这将提高性能并降低延迟。

 

处理器与处理器之间的通信、I/O 共享、使用铜缆和光纤电缆扩展多个机箱等新功能现已推出。您还可以将 CompactPCI 串行机箱连接到标准服务器,从而提高 CompactPCI 串行拓扑的处理能力和可扩展性。系统工程师可以设想具有多处理器和基于 CompactPCI 串行系统的高速 I/O 的异构环境。

 

支持这些新系统架构的关键组件是在CompactPCI串行系统中引入PCI Express(PCIe)软件。PCIe 软件旨在支持处理器、SoC、FPGA、NVMe 驱动器和其他组件之间的通信。例如,Dolphin的标准PCIe软件包ExpressWare包括用于共享内存、插槽、TCP/IP和共享的API,并为较低级别的标准 PCIe 硬件提供了标准接口。

 

现在有几种新的系统架构可供系统工程师使用 CompactPCI 串行格式以实现可扩展性或增强处理能力。假设一位工程师将 Elma CompactPCI 串行模块和机箱与 Dolphin 的 CompactPCI 串行交换机结合在一起。生成的系统可以使用 ExpressWare 在处理器之间进行通信,在 CompactPCI 串行机箱内外热添加组件,以及在这些机箱内部或外部的多个处理器之间共享组件。

 

CompactPCI Serial 坚固、模块化、可扩展且经济实惠的特性与这些新功能相结合,为系统工程评估潜在的新平台创建了一个强大的平台。我们预计,随着CompactPCI Serial的不断发展,这些功能将随着时间的推移而增加。 https://www.dolphinics.com

来自:沃尔夫冈·维斯特,EKF 渠道经理

EKF Systems 3U CPCI Serial Tiger Lake CPU
图 3-来自 EKF 的 3U CPCI 串行卡上的 Tiger Lake CPU。

CompactPCI 串行是模块化程度最高(如果不是最多)的嵌入式标准应用程序之一。其强大的功能使其适用于恶劣的市场,例如运输和重型车辆,但它仍然足够具有成本效益,可以成为更复杂的工业和工业物联网应用的理想选择。

 

凭借其模块化、坚固性和多功能性,CompactPCI 系列具有许多优点。原则上,CompactPCI Serial标准的广泛生态系统和定义的一致兼容性使得组合来自不同制造商的许多不同电路板成为可能。

 

这些优势也可能给他们带来挑战,尤其是在系统开发的初始阶段。但是,有了正确的桥接选项,例如EKF提供的桥接选项,就有可能在混合系统中容纳不同的技术,例如PCI Express和CompactPCI Serial。

 

CompactPCI 和 CompactPCI Serial 的连接一直由 CompactPCI PlusIO 桥接标准提供。但是,尽管来自不同制造商和技术的显卡之间具有深思熟虑且具有前瞻性的兼容性,但要将所有这些整合到一个正常运行的系统中并保证平稳运行,仍然需要一定的经验。

 

CompactPCI Serial 可以做很多事情,但是对于某些实现——尤其是那些更复杂或定制程度更高的实现——一定要有强大的合作伙伴作为开发团队的一员,他们足够灵活地管理特殊的应用程序需求。EKF重视其成为此类合作伙伴的能力,再加上广泛的合作伙伴网络,与模块化程度较低的标准相比,实施CompactPCI Serial系统的决定具有更多的优势。要查看 EKF 的全系列产品,请执行以下操作: https://www.ekf.de

来自:David Caserza,艾尔玛电子嵌入式计算架构师经理

3-, 5- and 9-slot CPCI Serial Backplanes from Elma.
图 4-来自 Elma 的 CPCI 串行背板

CompactPCI Serial 是一种非常经济、易于使用、强大的计算标准。它采用了几十年来一直流行的 Eurocard 封装标准,在需要模块化、坚固耐用的计算时,该标准已被证明是有效的。它既支持多处理器,也支持处理器以及多外设配置,应考虑将其用于新设计以及需要从传统的 CPCI 甚至 VME 系统迁移时。

CompactPCI 串行背板设计有专用的插槽到插槽连接,用于 PCIe、SATA、USB、以太网和其他必需的连接。各种各样的插件卡 (PIC) 也遵循这些标准,从而使硬件集成变得非常容易。使用Eurocard封装标准可以使机箱和主板在初始构建期间以及执行维护或升级操作时都能很好地组合在一起。这种模块化方法具有保持较低的平均修复时间 (MTTR) 这一通常很重要的好处。

Integrated CompactCI Serial system platform for a railway application
图 5-完全集成的 3U CPCI 串行系统平台

有单星和全网状背板可供选择。使用单星处理器时,一块处理器板可以枚举多个外设板并与之通信,而使用全网状处理器板则可以通过以太网相互连接。这些拓扑选项使得 CPCI Serial 成为取代传统 CPCI 和 VME 系统的不错选择,因为许多较旧的系统通常使用带有多个外围板的单板计算机或一组联网的处理器板组建而成。

CompactPCI Serial 的 Eurocard 机械外形还具有非常成熟的封装生态系统的优势,在该生态系统中,所有类型的底盘都随时可用。它们的范围从台式和便携式到 19 英寸机架式以及适用于各种市场的其他形状和尺寸,包括:工业、半导体加工、医疗、运输、测试/仪器、国防等。 https://bit.ly/cpcis-products

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