關于CPCI工控機硬軟件部分的分析

1 硬件方面

由 CompactPCI標準延伸的各種模塊化組件體積小巧，如PMC子卡能夠在不增加卡厚度的情況下實現彈性擴充。再搭配1U、2U、4U、8U、9U、12U等多種規(guī)格機箱選擇，系統(tǒng)能夠實現各種不同應用安置在同一標準機架中，這樣，方便進行管理。除此之外，每一個機箱最多可以配置多達21組I/O，多組冗余供電系統(tǒng)。服務器系統(tǒng)采用的“抽屜式”熱插拔設計由前端進行系統(tǒng)安裝，為維修提供很大方便。高可靠度的無風扇式CPU、最小化MTTR（Mean Time To Repair）等設計，均為實現電信等級的高可靠性提供了保證。

CompactPCI基于PICMG2.0規(guī)范。其電氣特性與PCI總線相同，因此用戶的軟件和普通PC兼容，現有的PCI外圍卡也可以很容易移植到CompactPCI平臺。CompactPCI使用2mm高密度針孔總線連接器，和使用金手指連接器的PCI卡相比，具有連接可靠、完全氣密的特點，卡片的抗震性和抗腐蝕性高。此外，CompactPCI卡片采用經過20余年現場使用考驗的歐規(guī)卡（Eurocard）結構。歐規(guī)卡采用垂直安裝、前抽取結構，提高了卡片的散熱性、抗震性和易維護性。具體地講有如下優(yōu)點：

系統(tǒng)抗振性強

CompactPCI卡片上下有導軌固定，卡片的前端通過氣密性的針孔連接器和背板相連，每個接頭具有10kg的結合力?？ㄆ梢酝ㄟ^面板螺絲固定在機箱上。CompactPCI卡片的前后上下都被固定，因此系統(tǒng)抗震性很高。

支持卡片帶電拔插

CompactPCI的背板使用長中短插針結構，其中Power和Ground針腳最長，可以保證卡片安全地帶電插入和拔出。此外，板選信號IDSEL，BD_SEL針腳最短，系統(tǒng)借此信號可以得知卡片是在插入過程或是拔出過程。另外，CompactPCI制定了熱插拔的硬件過程和軟件管理接口，保證了卡片熱插拔過程的有效性。

支持后走線，便于方便配線

CompactPCI的卡片信號線不用從卡片前面板引出，可以通過背板將信號線用轉接板從后端引出。當更換卡片時，不需要更換信號線，這樣減少了更換卡片的工作量，并減少因更換信號線而引起的出錯概率。此外，信號線從后端引出，設備前端也會比較美觀。

卡片垂直安裝，有利于散熱

CompactPCI卡片采用歐規(guī)卡結構，卡片垂直安裝，系統(tǒng)的散熱氣流從下向上吹，符合空氣對流原理，散熱效果好。

CompactPCI卡片具有更好的電氣特性

CompactPCI背板插針和接頭全部鍍金，并嚴格定義了信號線的最長長度、PCB板的阻抗、去偶電容、PCI上拉電阻阻值。因此，CompactPCI的電氣特性要優(yōu)于普通PCI工控機。單個CompactPCI總線段最多可以支持7個PCI設備，而普通工控機只能支持4個PCI設備。

防腐和電磁屏蔽性好

CompactPCI使用2mm氣密性針孔總線連接器，鹽霧、酸霧和帶電粉塵不能腐蝕總線。此外，CompactPCI的全鋁合金機箱外殼和卡片的U型彈簧片能給系統(tǒng)提供良好的電磁屏蔽保護。抗靜電好 CompactPCI卡片下端具有靜電導出條，靜電可以導出到地面。另外，CompactPCI規(guī)定系統(tǒng)的邏輯地和機箱地隔離，保持系統(tǒng)不受外界干擾。而基于PICMG1.0的工控機則無法做到機箱地和邏輯地的隔離。

2 軟件方面

除了兼容微軟Windows操作系統(tǒng)，由于CompactPCI 采用開放式操作系統(tǒng)，具備豐富的驅動程序和開發(fā)工具，不僅可以應用于各種實時交換應用系統(tǒng)開發(fā)，對于原來必須架構在大型商用服務器（如IBM、HP、SUN等等）的各種RTOS （Real-Time OS，如Solaris、Linux、VxWorks等）上開發(fā)的舊有電信應用系統(tǒng)，也能夠輕易移植到CompactPCI平臺上，如計費系統(tǒng)（Billing System）、統(tǒng)一消息（Unified Messaging）、Streaming Server等。

3 系統(tǒng)升級

由于電負載的原因，每個 CompactPCI 總線局限于八個插槽。但是利用許多制造商的 PCI - PCI橋接芯片，能夠很容易增加插槽數量。這種橋接芯片作為一種“超級緩沖”芯片工作。中斷、即插即用信息和數據一般能夠容易地通過此橋接器自動傳輸。 Compact PCI的CPU及外設同標準PCI是相同的，因此操作系統(tǒng)、驅動和應用程序都感覺不到兩者的區(qū)別，將一個標準PCI插卡轉化成Compact PCI 插卡幾乎不需重新設計，只要物理上重新分配一下就行了。

而且，CPU進步的速度往往比I/O子系統(tǒng)進步的速度快很多， CompactPCI的架構允許客戶僅升級CPU主板的部份，而不去動其它的I/O 組件， 而且 因為CompactPCI是一個受到工業(yè)界支持的開放性系統(tǒng)， 所以有充份的升級支持及周邊組件的支持。