用于小型設(shè)計(jì)的PC104的過去、現(xiàn)在和未來

PC104 已經(jīng)存在了 30 多年。很長一段時(shí)間，即使對于嵌入式系統(tǒng)也是如此。盡管年代久遠(yuǎn)，它仍然是嵌入式系統(tǒng)可行且重要的架構(gòu)。

PC104，或以前的 PC/104，已經(jīng)以某種形式存在了 30 多年。即使對于嵌入式系統(tǒng)，那也是很長的時(shí)間。盡管年代久遠(yuǎn)，它仍然是嵌入式系統(tǒng)可行且重要的架構(gòu)。該規(guī)范定義了一種可堆疊架構(gòu)，即板實(shí)際上是相互堆疊以增加功能。

典型的堆?？赡馨粔K CPU 板、一塊電源板和一個(gè)或多個(gè)用于特定用途的外圍板。此類板可從許多供應(yīng)商處獲得。如果需要特殊功能，許多 OEM 都會設(shè)計(jì)自己的外圍設(shè)備板。

該規(guī)范最初是通過PC/104 Consortium開發(fā)的，隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)展，以跟上最新的可用技術(shù)。它定義了外形尺寸和使用的總線，以及引腳。符合此類別的產(chǎn)品適用于堅(jiān)固的工業(yè)和軍事應(yīng)用。最初定義了兩個(gè)版本，一個(gè)是 8 位的，一個(gè)是 16 位的。后者更受歡迎，包含 104 個(gè)引腳。因此，“104”的名稱。它的尺寸為 3.550 x 3.775 英寸或 90 x 96 毫米，為尋求減小 SWaP（尺寸、重量和功率）的 OEM 提供了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

最初，大多數(shù)可用的 CPU 板都是基于 X86 架構(gòu)和 ISA 總線的。如今，許多供應(yīng)商都提供了大量基于 Arm 的 CPU 板。過去通常運(yùn)行基于 DOS 或 Windows 的操作系統(tǒng) （OS）。今天，我們看到 PC104 系統(tǒng)運(yùn)行所有版本的 Linux 和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。后來的標(biāo)準(zhǔn)，如 EBX 和 EPIC，允許使用更大的 CPU 板，但包含一個(gè) PC104 連接器，允許使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 板。

WINSYSTEMS 的PCM-C418 SBC專為 PC104 外形尺寸而設(shè)計(jì)。由于使用了 DM&P Vortex86DX3 SoC 處理器，它提供了低功耗規(guī)格。

ISA 實(shí)施至今仍受到廣泛支持。出現(xiàn)了變化，部分是為了保持與現(xiàn)有電路板的向后兼容性，部分是為了允許使用當(dāng)前技術(shù)。例如，WINSYSTEMS 的 PCM-C418 單板計(jì)算機(jī)（SBC） 適合 PC104 外形尺寸并配備最新一代 DM&P Vortex86DX3 SoC 處理器。SBC 結(jié)合了充足的內(nèi)存（2 GB DDR3-LV 焊接和 1 MB 電池備份 SRAM）和小尺寸、低功耗、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展的工作溫度范圍，適用于工業(yè)控制、運(yùn)輸、Mil/COTS 和能源應(yīng)用。

當(dāng)需要 PC104 更高的性能時(shí)，PC104-Plus 架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。此版本增加了 32 位 PCI 連接，為 OEM 提供更高的速度，同時(shí)保持與現(xiàn)有主板的向后兼容性。緊隨其后的是 PCI-104 規(guī)范，它本質(zhì)上是沒有 PC104 ISA 連接器的 PC104-Plus。符合 PCI-104 的產(chǎn)品仍然可用。但是，它們需要使用 PCIe 到 PCI 橋接器。

展望未來，PCIe/104 增加了 PCI Express 信號。該規(guī)范最初側(cè)重于采用現(xiàn)在稱為 PCIe/104 Type 1 規(guī)范的高性能 CPU。它允許三組高速連接器上的 x16 PCIe 通道。也可以包括一個(gè) PCI-104 連接器。該規(guī)范的未來版本（類型 2）允許其他類型的 I/O，因此設(shè)計(jì)人員可以在 CPU 性能圖表上上下移動。這可能是 PC104 上 PCI Express 最常用的標(biāo)準(zhǔn)。

即使使用 Type 2 引腳，許多 CPU 也無法使用完整的三組高速連接器。因此 PC104 聯(lián)盟批準(zhǔn)了 Type 3 （OneBank） 連接器選項(xiàng)。OneBank 在 Type 2 引腳上支持第一個(gè) bank 的信號，并減少其余兩個(gè) bank 的填充，這些 bank 大部分是未使用的 I/O。這節(jié)省了 PCIe/104 CPU 的空間，允許增加功能或降低成本。

在WINSYSTEMS PX1-C415 SBC中可以看到 OneBank 架構(gòu)的一個(gè)很好的例子。它利用了 Intel 的 Atom E3900 系列 SoC 處理器。由于 OneBank 的擴(kuò)展，它可以作為獨(dú)立的 SBC 運(yùn)行（無需載板）。該規(guī)范的向后兼容性允許使用大量擴(kuò)展模塊，同時(shí)仍保持小巧、堅(jiān)固的外形尺寸。如果需要，OEM 可以設(shè)計(jì)自己的模塊。

審核編輯：郭婷