從ISA到PCI到PCI Express的可堆疊PC

PC/104 聯(lián)盟www.pc104.org是一個技術(shù)組織，它創(chuàng)建、維護和分發(fā)支持 PC/104 架構(gòu)的規(guī)范，其中包括總線配置 PC/104、PC/104 - Plus、PCI-104、 PCI/104-Express 和 PCIe/104（參見圖 1）。Consortium 還支持外形尺寸 104、EPIC 和 EBX（參見圖 2）。這些規(guī)范體現(xiàn)了從 ISA 到 PCI 到 PCI Express 的可堆疊 PC。

圖 1： PC/104 聯(lián)盟總線配置

圖 2： PC/104 Consortium 外形尺寸與 PCI/104-Express 總線一起顯示

顧名思義，可堆疊 PC 提供了一種模塊化、可堆疊的架構(gòu)，該架構(gòu)利用了豐富的組件、軟件、開發(fā)工具以及桌面 PC 市場對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員的普遍接受度。它從 PC/104 中的 ISA 總線、PC/104 - Plus中的 ISA 和 PCI 總線、PCI-104 中的單獨 PCI 總線、PCI/104-Express 中的 PCI 和 PCI Express 和 PCI Express開始完全遵循臺式 PC總線單獨在 PCIe/104 中。

ISA 總線早已從臺式 PC 中消失，但在嵌入式系統(tǒng)中仍然非常需要。許多聯(lián)盟成員和組件供應商繼續(xù)為這種流行的嵌入式標準制造設(shè)備和電路板。圍繞 PCI-104 構(gòu)建的 PCI 總線系統(tǒng)適用于世界各地要求苛刻的嵌入式應用。PCI Express 以其對PCI 總線的軟件兼容性受到嵌入式市場的歡迎。Consortium 的 PCIe/104 Type 1 具有帶有 USB 2.0 的 PCI Express x1 和 x16 鏈路，而 Type 2 具有帶有 USB 3.0 和 SATA 的 PCI Express x1 和 x4 鏈路，以支持最新的外圍設(shè)備。

PC/104 聯(lián)盟于 2008 年推出了 PCI Express 版本的可堆疊 PC，其連接器已針對 x1 和 x16 鏈路進行了 PCI Express 2.5 Giga-Transfers/Second （GT/s） 速率測試。2011 年，Type 2 通過提供 PCI Express x4 鏈接、SATA 和 USB 3.0 代替 x16 鏈接來增強 PCIe/104。由于所有外設(shè)都支持上下堆疊，我們看到制造商構(gòu)建的 CPU 僅具有一個連接器，甚至一些主機使用 Type 1 向下堆疊和 Type 2 堆疊。這是可能的，因為用于 PCIe/104 的連接器是表面安裝的，不需要在 CPU 主機模塊的頂部和底部具有相同的連接器配置。

PCI Express 以 5.0 GT/s 的速度從 Gen 1 發(fā)展到 Gen 2，以 8.0 GT/s 的速度發(fā)展到 Gen 3。這對于堆疊架構(gòu)來說非?？?，并且需要高質(zhì)量的連接器。PC/104 架構(gòu)已經(jīng)過測試，在撰寫本文時，PC/104 聯(lián)盟成員正在對 PCIe/104 規(guī)范的新修訂進行投票，該規(guī)范將 PCI Express Gen 2 和 3 納入可堆疊 PC。該修訂規(guī)范提供了指導方針，以確保嵌入式系統(tǒng)設(shè)計人員使用 PCIe/104 進行構(gòu)建與使用 PCI-104 和 PC/104 進行構(gòu)建一樣簡單、堅固和可靠。

審核編輯：郭婷