PCI桥在凌华Compact PCI 系统中的应用

　　[摘要]Compact PCI是一种新的开放式工业计算机标准，正广泛地应用于工控和通信市场。它遵从PCI总线技术和成熟的Eurocard机械标准，非常适用于机架安装的工业应用。CompactPCI 也支持热插拔能力，具有更坚固、更可靠、使用维护简单的优点。PCI-PCI桥接器是用来扩展系统中PCI插槽的，它可以使Compact PCI系统更加满足工业标准的要求，从而成为高性能总线标准
　　[关键词] Compact PCI PCI总线 PCI桥接器
　　Compact PCI现状及优势
　　Compact PCI总线是基于PCI电气规范开发的高性能工业总线，现在正逐步广泛应用于工控系统、通讯和网络等行业，Compact PCI已成为PICMG(由采用PCI技术来支持嵌入式应用的公司组成的行业标准组织)支持的一项开放标准。Compact PCI标准将外设组件互连(PCI)标准特性与支持嵌入式应用的坚固机械外形完美结合在一起，其性能特征是专门针对工业环境而量身定制的。简单地说，Compact PCI总线 = PCI总线的电气规范 + 标准针孔连接器（IEC-1076-4-101） + 欧洲卡规范（IEC297/IEEE 1011.1）。
　　Compact PCI基于PICMG2.0规范，其电气特性与PCI总线相同，因此用户的软件和普通PC机兼容，现有的PCI外围卡也可以很容易地移植到Compact PCI平台上。Compact PCI使用2mm高密度针孔总线连接器，和使用金手指连接器的PCI卡相比，具有连接可靠、完全气密的特点，模块的抗震性和抗腐蚀性高。此外，Compact PCI模块采用经过20余年现场使用考验的欧规卡（Eurocard）结构，采用垂直安装、前抽取结构，提高了模块的散热性、抗震性和易维护性。在电信和工业自动化领域，由于Compact PCI总线工控机良好地解决了可靠性和可维护性问题，加上工控机设计者一般都掌握基于PC的嵌入式软硬件设计技术，而且基于Microsoft的软件和开发工具通用性强、使用者众多，所以，Compact PCI总线工控机得以迅速打入。但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，Compact PCI总线工控机在工业过程控制领域并未得到实际应用。相反，电信（Telecommunication和Computer Telephony）行业要求制造商提供开放式架构和快速投放市场产品，而产品快速投放市场的能力主要取决于软件而不是硬件。在这方面，由于Compact PCI总线工控机采用PC技术，具有丰富而廉价的软件资源，其操作系统WINDOWS NT理想开发平台，加上热插拔和热切换能力，恰好与电信要求相一致，因此被广泛应用。
　　PCI桥接器的简单介绍
　　当今的工业控制技术中PCI总线渐渐地取代了ISA总线，成为主流总线形式，它有很多优点，比如即插即用(Plug and Play)、中断共享等。PCI总线具有严格的标准和规范，这就保证了它具有良好的兼容性，符合PCI规范的扩展卡可插入任何PCI系统可靠地工作；PCI总线可以提供高数据传送速率（132MB/s）或(264Mb／s)；PCI总线与CPU无关，与时钟频率亦无关，可适用于各种平台，支持多处 理器和并发工作；PCI总线还具有良好的扩展性，通过PCI-PCI桥路，可进行多级扩展。PCI 总线的自动配置功能使其应用更为简单、方便，由于该总线标准为元件和插件分配了相应的 配置寄存器，对于某个系统只要有嵌入的自动配置软件，就可以在系统加电时自动配置PCI 总线上的设备，为用户提供了极大的方便。PCI总线是目前PC机上最先进、最通用的一种总线。
　　PCI-PCI 桥是特殊的 PCI 设备，它把系统中的 PCI 总线粘和在一起。简单系统中只有一个 PCI 总线，当然单个 PCI 总线可以支持的 PCI 设备的数量有电气限制。在传统的工业计算机中，一般只有4槽PCI设备，更多的是ISA设备，随着PCI总线成为主流趋势，系统中要求有更多的PCI插槽，以满足工业控制的需求，这时我们可以使用 PCI-PCI 桥来增加更多的 PCI 总线使系统支持更多的 PCI 设备。这对于高性能的Compact PCI系统尤其重要。
　　Compact PCI系统中PCI-PCI桥接电路的应用
　　在Compact PCI规范PICMG2.0中，Compact PCI系统被限制在小于等于8槽，也就是说只能扩展出7个外围的PCI槽。为了实现这7个PCI槽，Compact PCI的主机模块上就需要使用到PCI-PCI桥接器，由一级PCI总线扩展出二级PCI总线，这里我们采用的芯片是Ti的PCI2050桥接器，原理框图如图1。
　　

　　图2 :采用双桥接芯片PC12050的主机摸块

　　图3:第二个桥接器插入第二级PCI总线的任一槽,扩展出第三级PCI总线