词条 | PC104 |
释义 | PC/104是一种工业计算机总线标准。 PC/104有两个版本,8位和16位,分别与PC和PC/AT相对应。PC/104PLUS 则与PCI总线相对应。 一、IEEE-996标准的延伸第一块PC104产生于1987年,但严格意义的标准在1992年才公布,从那以后,对PC104感兴趣的人越来越多,当时就有125个厂家引进PC104规范生产PC104兼容产品。像原来的PC总线一样,PC104一直是以一个非法定标准在执行,而不是委员会设计制定的。 1992年IEEE开始着手为PC和PC/AT总线制定一个精简的IEEEP996标准(草稿),PC104作为基本文件被采纳,叫做IEEE P996.1兼容PC嵌入式模块标准。 可见,PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。我们知道IEEE-P996是PC和PC/AT工业总线规范,IEEE协会将它定义IEEE-P996.1,很明显PC104实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996,其信号定义和PC/AT基本一致,但电气和机械规范却完全不同,是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统。 PC104与普通PC总线控制系统的主要不同是: 1、 小尺寸结构:标准模块的机械尺寸是3.6X3.8英寸,即96X90mm 2、 堆栈式连接:去掉总线背板和插板滑道,总线以“针”和“孔”形式层叠连接,即PC104总线模块之间总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连,这种层叠封装有极好的抗震性。 3、 轻松总线驱动:减少元件数量和电源消耗,4mA总线驱动即可使模块正常工作,,每个模块1-2瓦能耗。 PC104的基本尺寸(8位) PC/104的优点 小尺寸 PC/104的板卡标准尺寸为90mmX96mm(比一本新华字典还要小很多,而传统桌面PC系统的板卡尺寸为315mmX122mm),这样小的尺寸使得PC/104、PC/104+和PCI-104模块板成为了嵌入式系统应用的理想产品。 开放的高可靠性的工业规范 PC/104、PC/104+和PCI-104产品在电气特性和机械特性上可靠性极高,功耗低,产生热量少。板卡与板卡之间通过自堆栈进行可靠的连接,抗震能力强。全世界有超过200家公司使用这些开放的规范来生产和销售各种PC/104模块板。 模块可自由扩展 PC/104模块具有灵活的可扩展性。它允许工程师互换及匹配各种功能卡,可随系统的需求而升级CPU的性能。增加系统的功能和性能只需通过改变相应的模块即可实现。 低功耗 4mA的总线驱动电流,即可使模块正常工作,低功耗有利于减少元件数量。各种插卡广泛采用VLSI芯片、低功耗的ASIC芯片、门阵列等,其存储采用大容量固态盘(SSD)。 堆栈式连接 这种结构取消了主板和插槽,可以将所有的PC/104模块板利用板上的叠装总线插座连接起来。有效减小整个系统所占的空间。 丰富的软件资源 与PC系统兼容的操作系统、开发工具、应用软件都可以运行在PC/104系统中。这使得用户可以随时利用无处不在的PC系统丰富的软件资源,从而降低软件购买、学习、培训等方面的成本。此外,在许多PC/104系统的设计中,大量的实时操作系统已经被成功地应用。 大大简化系统设计的复杂性 通过使用PC/104、PC/104+和PCI-104模块,用户可以将精力集中于末端系统设计及功能设计上。不用为CPU及其外围器件之间的复杂接口关系花费时间。PC/104模块的“(plug-together-write-application-software)”设计方法确保了设计者面向市场的最快响应速度。 总之,PC/104凭借紧凑的外形、成熟的标准体系结构、专业设计、专业生产带来的高可靠性,将广大硬件工程师引入了一个更高的层次,标准的PC兼容体系结构大大减少了软件工程师的工作量。模块化、通用化的系统更易于维护、易于扩展、易于系列化、易于升级。大大减少了重复学习、重复开发的成本。 二、有二个方法使用 PC/104模块虽然PC/104模块的扩展和应用是灵活的,但我们建议还是二种基本方法在您设计的嵌入系统中使用PC104: 独立的模块堆栈:象在图2上显示的一样, PC/104模块是自我堆栈式。这方式中,模块是被用作全兼容的总线底板,但是不需要背板板和或插槽叠成的。每个模块留出 0.6英寸间距。 模块自我堆栈 作为元件应用:另外一个方法使用 PC/104模块是在图 3显示的一样.在这方式下,模块作为用一个高度集成元件,插入一个定制的母板上,母板上包含有应用接口和总线逻辑,它的自我堆栈方式,可在一个位置上安装几个模块。这种方式允许在系统调试或者测试时,临时更换模块,同时有利于我们将来的产品升级或者更换选件。 作为高度集成的元件使用 三、PC104和PC104PLUSPC104有两个版本,8位和16位,分别与PC和PC/AT相对应。PC104PLUS 则与PCI总线相对应,在PC104总线的两个版本中,8位PC104共有64个总线管脚,单列双排插针和插孔,P1:64针,P2:40针,合计104个总线信号,PC104因此得名。当8位模块和16位模块连接时,16位模块必须在8位模块得下面(见附图2)。P2 总线连结在8-位元模块中是可选的,这样让这些模块无论何处都可在堆栈中使用。 PC104PLUS 是专为PCI总线设计的,可以连接高速外接设备。PC104PLUS 在硬件上通过一个3X40即120孔插座,PC104PLUS包括了PCI规范2.1版要求的所有信号。为了向下兼容,PC104PLUS保持了PC104的所有特性。 PC104PLUS与PC104相比有以下3个特点: 1.相对PC/104连接,增加了第三个连结接口支持 PCI bus. 2.改变了组件高度的需求,增加模块的柔韧性. 3.加入了控制逻辑单元,以满足高速度 bus的需求. 关于PC104PLUS总线与PCI总线规范的不同: 1.PC104PLUS是用120针2mm孔堆栈插座连接,而32位PCI总线用124针插槽连接 2.120针的PCI不支持64位扩展,和 JTAG, PRSNT 或 CLKRUN 信号. PC104PLUS规范包含了两种总线标准:ISA和PCI,所以向其他PC机一样,可以双总线并存。 由于PC104的管脚定义与ISA、PCI的规范完全兼容,所以公司在产品内部用 PC/104模块时,也可以应自己的需要设计生产更多的专业应用PC/104模块种类。可以相信,嵌入式PC对目前的工业控制计算机体系产生了积极的影响,而且将在许多应用领域形成主流格局。 |
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