從總線速度上看,32位33MHz的CPCI總線最大傳輸速度為每秒132兆字節(jié),64位33MHz的為每秒264兆字節(jié),64位66MHz時(shí)的峰值速度可達(dá)每秒528兆字節(jié);而32位的VME總線最大理論帶寬為40兆字節(jié),實(shí)際僅能達(dá)到每秒15兆字節(jié)左右的傳輸速度。
CPCI總線工控機(jī)可以自動(dòng)識(shí)別板卡,并自動(dòng)配置系統(tǒng)資源,很容易實(shí)現(xiàn)即插即用;而VME總線工控機(jī)目前還做不到。
CPCI和VME一樣,都有豐富的I/O子板,如PMC和IndustryPack,借助于載板,很容易插入到系統(tǒng)中使用。
VXI總線(VME extension for Instrumentation)是基于VME的儀器儀表擴(kuò)展總線;PXI總線(PCI extension for Instrumentation)是基于CPCI的儀器儀表擴(kuò)展總線。
CPCI/PXI總線是開(kāi)放式架構(gòu),VME/VXI是封閉式架構(gòu)。封閉式架構(gòu)已經(jīng)逐漸不再被市場(chǎng)所接受,這是業(yè)界的共識(shí)。從“封閉”走向“開(kāi)放”也是歷史的必然。
2 CPCI總線工控機(jī)主要產(chǎn)品現(xiàn)狀
國(guó)際上許多VME總線工控機(jī)大型制造商,如Motorola和Force Computers,皆斥巨資研制CPCI總線工控機(jī)。Motorola兼并STD總線工控機(jī)的主機(jī)制造商Prolog,成立了摩托羅拉計(jì)算機(jī)事業(yè)部(Motorola Computer Group),主要從事高可用性(High Availability)CPCI工控機(jī)的研制,同時(shí)繼續(xù)支持VME和STD總線工控機(jī)。MCG最新推出的基于PIII處理器的CPCI總線單板計(jì)算機(jī)為CPN5360和CPN5365,主要面向IP電話和電信;而向工業(yè)、軍事和航天設(shè)備的CPCI總線工控機(jī)平臺(tái)為CPN5360,PII- 266/333MHz。英特爾(Intel)公司兼并了原最大的STD32總線工控機(jī)制造商Ziatech和VME總線工控機(jī)制造商Dialogic,主要從事CPCI總線工控機(jī)的研制和應(yīng)用。Ziatech于2001年5月18日推出了基于PIII-500MHz的ZT5531和PIII-850MHz 的ZT5521 CPCI總線工控機(jī),主要針對(duì)電信和互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。Force Computers于2001年4月30日發(fā)布的CPCI總線工控機(jī)CPCI735/736,CPU為PIII-700MHz。Radisys也于 2001年5月21日推出了基于Intel 815E芯片組的CPCI工控機(jī)EPC-3325,支持PIII-600/866MHz。德國(guó)控創(chuàng)集團(tuán)(Kontron Embedded Computers)在2002年初成立了北京辦事處,將其高性能的基于Intel Pentium III Processor-M的CPCI產(chǎn)品引入了中國(guó)市場(chǎng)。日本的CPCI總線工控機(jī)技術(shù)相對(duì)落后,ADTEK公司CPCI產(chǎn)品僅做到Pentium 75-233MHz。英國(guó)的CPCI總線工控機(jī)技術(shù)也有迅速發(fā)展,其中BVM公司的CPCI產(chǎn)品主要采用AMD K6系列、奔騰系列和Cyrix MII系列處理器,速度達(dá)到500MHz?傊,經(jīng)過(guò)短短的五、六年,CPCI總線工控機(jī)的制造商已經(jīng)發(fā)展到了數(shù)百家,產(chǎn)品形成了系列化,市場(chǎng)發(fā)展迅速。 Motorola和Force Computers都通過(guò)代理打入了國(guó)內(nèi)市場(chǎng),發(fā)展勢(shì)頭看好。
臺(tái)灣的CPCI總線工控機(jī)技術(shù)相對(duì)比較先進(jìn),有代表性是研華、凌華、大眾、磐儀、立端等公司,產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始投入大陸市場(chǎng)。但需要在產(chǎn)品的系統(tǒng)性和配套性、價(jià)格及服務(wù)等因素上進(jìn)一步改進(jìn),估計(jì)近幾年會(huì)得到迅速發(fā)展。北京康拓公司是大陸第一家自動(dòng)研制和生產(chǎn)CPCI總線工控機(jī)的廠家,并有自己的創(chuàng)新點(diǎn),在標(biāo)準(zhǔn) CPCI總線系統(tǒng)中,無(wú)縫嵌入了AT96(IEEE996)總線,在保證系統(tǒng)高性能、高可靠的同時(shí),顯著降低了成本和開(kāi)發(fā)難度,更有利于推廣和應(yīng)用。產(chǎn)品 CPU板從80186-16MHz、80386-80MHz、5x86-133MHz到PIII-600MHz、乃至超低功耗的片上系統(tǒng)(system- on-chip)--Crusoe TM5400-600MHz,已經(jīng)形成系列。配套I/O模板種類齊全,組態(tài)軟件,金屬機(jī)箱,1+1冗余模塊化業(yè)電源,提供了一步到位(One-Stop)的解決方案。國(guó)內(nèi)主要從事CPCI總線工控機(jī)技術(shù)研究的單位還有華為、716所、707所和32所等,相信今年會(huì)有新產(chǎn)品不斷推向市場(chǎng)。
3 CPCI總線工控機(jī)的應(yīng)用
1998年,美國(guó)Marconi公司采用開(kāi)放式架CPCI工控機(jī)為美國(guó)空軍F16 Fighting Falcon戰(zhàn)斗機(jī)研制了第三代測(cè)試設(shè)備IAIS(Improved Avionics Intermediate Shop)。1990年的第二代IAIS采用的是VXI。
Alta Techology采用CPCI/VME混合系統(tǒng),為部署在美國(guó)西南部的導(dǎo)彈測(cè)試基地研制測(cè)控設(shè)備。設(shè)備采集從各種電子對(duì)抗設(shè)施(ECM)傳來(lái)的數(shù)據(jù),處理后,確定目標(biāo)(如雷達(dá))。
美國(guó)海軍正在將用于部署在China Lake和Pt.Magoo的QF4戰(zhàn)斗機(jī)上的VME總線工控機(jī)升級(jí)為CPCI總線工控機(jī)系統(tǒng),以增強(qiáng)電子對(duì)抗能力。
ExCalibur Systems Inc.將CPCI工控機(jī)系統(tǒng)用在于軍事運(yùn)輸機(jī)C-17上。
在歐美,CPCI工控機(jī)取代VME工控機(jī),逐漸應(yīng)用在空防、海防和陸地軍事武器和航天地面測(cè)控設(shè)備上,如SBS Technologies的CR6 CPCI工控機(jī)系統(tǒng)等。
在辦內(nèi),西安空軍工控大學(xué)采用北京康拓公司生產(chǎn)的APCI5094(5x86-133MHz)CPCI總線工控機(jī)系統(tǒng)研制成功了進(jìn)口戰(zhàn)斗機(jī)地面測(cè)試設(shè)備,并通過(guò)了總線裝備部、空國(guó)組織的產(chǎn)品鑒定。中國(guó)核動(dòng)力研究院設(shè)計(jì)院采用康拓公司的CPCI產(chǎn)品研制了“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“核電站數(shù)字化反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)”原理樣機(jī),并通過(guò)了中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司組織的鑒定!昂穗娬痉磻(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)”是核電站重要的安全系統(tǒng),有較高的可靠性要求。這是國(guó)產(chǎn)的工控機(jī)和國(guó)產(chǎn)化設(shè)備首次應(yīng)用在“核保護(hù)裝置上”,推進(jìn)了核電站保護(hù)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化過(guò)程和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。浙江紹興精工集團(tuán)采用北京康拓公司生產(chǎn)的CPCI工控機(jī)系統(tǒng)研制成功了國(guó)和化先進(jìn)的“噴氣”紡織機(jī)。國(guó)產(chǎn)機(jī)的CPCI總線工控機(jī)在國(guó)內(nèi)航天領(lǐng)域的《神通一號(hào)》衛(wèi)星動(dòng)量輪地面測(cè)試系統(tǒng)、《風(fēng)云二號(hào)》氣象衛(wèi)星自旋線路系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備、《東方紅四號(hào)》通信衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)地面測(cè)試設(shè)備中也得到了成功應(yīng)用。在這以前,由于沒(méi)有國(guó)產(chǎn)高性能的工控機(jī)可用,我國(guó)衛(wèi)星地面測(cè)試設(shè)備基本被進(jìn)口設(shè)備所壟斷,如VME總線和VXI總線測(cè)試設(shè)備,用價(jià)格驚人來(lái)形容毫不過(guò)分,同時(shí)國(guó)防信息安全也沒(méi)有保證。國(guó)產(chǎn)機(jī)的CPCI總線工控機(jī)在海軍、電力、鐵路、公路隧道等方面已經(jīng)有數(shù)十家用戶,產(chǎn)品已經(jīng)被市場(chǎng)認(rèn)可,并正在繼續(xù)發(fā)展。
綜上所述,CompactPCI總線技術(shù)在軍工通訊領(lǐng)域得到成功應(yīng)用之后,近幾年在工業(yè)自動(dòng)化總線型工控機(jī)領(lǐng)域中已獲得突破性進(jìn)展。北京康拓公司2001年 11月研制成功的采用CompactPCI總線和AT96總線雙總線結(jié)構(gòu)的《APCI5000系列工控機(jī)》,已經(jīng)通過(guò)航天科技集團(tuán)組織的新產(chǎn)品技術(shù)成果鑒定會(huì),標(biāo)志著中國(guó)有了自己的CompactPCI總線工控機(jī)平臺(tái)。這從技術(shù)水平上提高了我國(guó)企業(yè)進(jìn)入WTO以后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),都具有十分積極的作用,對(duì)提高我的國(guó)防實(shí)力都具有十分重要的意義。隨著人們對(duì)CPCI總線工控機(jī)認(rèn)識(shí)的深入,隨著技術(shù)的進(jìn)步和思想的解釋,CPCI總線工控機(jī)以其系統(tǒng)的開(kāi)放性、軟件硬件的標(biāo)準(zhǔn)化、高性能和高可用性,必將在可靠性要求很高的工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“信息化帶動(dòng)自動(dòng)化”的目標(biāo),作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。





