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PC/104标准沿革
PC/104是一种普遍用在嵌入式计算机与工业计算机的业界标准,主要为定义出一种特定的规格,包括机板规格(form factor)与机板间总线规格。这个标准由PC /104协会(PC/104 Consortium)来制订及维护,致力于开发、维护、以及发布能够支持可堆栈式PC/104架构之规格。受到协会所采用的这些规格遵循桌上型PC世界的潮流,并且使其适用于堆栈型嵌入式空间,可以利用大量既有的组件与芯片组,藉此快速而且有效率的开发出具有多样选择的产品与应用装置。
PC/104一开始是美国 Ampro Computers 在 80 年代末期所发展出来的机板规格,并且在 1992 年由PC /104协会正式标准化以增加普及性。尽管这个标准试图成为IEEE标准,并列入IEEE P996.1草案(Draft),但并未获得通过。
PC/104的机板有一个有趣的特性。使用于嵌入式计算机与工业计算机的机板常常是使用背板(backplane)架构,装入机箱内。PC/104的规格在制订时则在总线连接器的方向及构造,及四角的固定点上做了不少考虑,让机板可以用堆栈的构造互相连接及扩充。相对于使用背板的架构,这种总线连接方式更加坚固和紧致。
经过多年的演进,个人计算机的总线主流逐渐由ISA、PCI演变到PCI Express,而PC/104由于有遵循桌上型PC的特性,自PC/104发布之后,也历经了几个更新或延伸的规格:
多元的延伸规格
● PC/104:最早的版本。由于ISA总线有8位和16位两个阶段,PC/104的机板也可以有8位和16位两种,且差别只在于16位版本多了一个总线连接器。即使如此,8位的机板仍可堆栈在16位的机板上,原理如同8位的ISA卡可以插入8位的ISA槽,也可以插入16位的ISA槽一样。
● PCI-104:由于个人计算机的总线演进到PCI,而从PC/104规格衍生出来的版本。虽然总线的能力提升到PCI,但与原来PC/104的104脚连接器不相容,失去与PC/104机板堆栈的能力。
● PC/104-Plus:这个版本既拥有原来PC/104的104脚连接器,也拥有PCI-104的总线连接器,因此,既可与PC/104机板堆栈,也可与PCI-104机板堆栈,更可做为在不相容的PC/104机板与PCI-104机板之间的桥接。
● EBX:这个版本是由Ampro与Motorola(当时是PowerPC芯片的开发者)所提出的,具有较大的机板规格,也可堆栈PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板,另可加上PCMCIA接口。
● EPIC:这个版本是由Ampro与WinSystems, VersaLogic, Octagon Systems, Micro/sys所提出的,机板规格的尺寸大于PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板,但小于EBX,同样也可以堆栈PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板。
● PC/104-Express:随着个人计算机的总线演进到PCI-Express,而从PCI-104规格衍生出来的版本。与PCI-104机板相同,并不提供与原来PC/104的104脚连接器,失去与PC/104机板堆栈的能力,只能利用PC/104-Plus来桥接。PC/104-Express机板提供一个特殊的连接器,可提供4个x1与1个x16的PCIe界面。而经由规格上的巧思,这个x16的接口,又可以设定成2个x8,或2个x4,或2个SDVO。
● PCIe/104:如果PCI/104-Express机板连PCI-104的连接器都不提供,只有PCIe的连接器,这种机板又称为PCIe/104。
● EPIC Express:机板规格的尺寸与EPIC相同,但可堆栈的是PCI-104、PCIe/104和PCI/104-Express的机板,失去与PC/104机板堆栈的能力,只能利用PC/104-Plus来桥接。
堆栈式架构
在像是PC /104之类的堆栈式架构当中,有两种方法可以用来建立整套的系统。PC /104所规范的系统通常会将CPU主机置于顶端,以提供空间给冷却系统,而底下则是附加电路板以及电源供应器。EPIC与EBX系统会将CPU主机置于底部,而将附加卡往上堆栈。在往下堆栈的情况中,PCI Express连结是来自于附加卡的顶端,而在往上堆栈的系统中,PCI Express链接则是来自于附加卡的底部。这意味着设计工程师必须依据相对于CPU的摆放位置而建立两种不同的卡。最根本的解决方案就是使用可以堆栈在CPU之上或是之下,而且能够自动选择该使用何组连结的通用型附加卡。
PC /104之所以有名,乃是由于其为强固而且易于使用的系统。此技术的下一世代必须具有如同PCI Express能够适用于堆栈式架构的相同特点。在过去的一年当中,所有的这些事情都是被列在技术委员会讨论议程的优先项目。
目前,PCI/104-Express是即将发布的最新规格,在过去的一年里,此协会的技术委员会每个月开会两次,以期能够达成此目标。此团队的经验以及专业技术乃是用以建立PCI /104-Express规格的关键,而目前该协会正在衡量是否要发布此规格。要在机板规格中加入PCI Express很容易,但是有许多的选项必须加以选择。在提供的连结方面就有x1、x2、x4、x8、以及x16。应该要支持哪个选项?单一组的x1链接就比32位、33 MHz的PCI总线具有更大的带宽。对于许多嵌入式方面的需求而言,这样的条件看起来已经远大过其所需。但是,业界需要的是一项足以支持目前以及未来将会崛起之需求,具有弹性的规格。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/dzyd/dzyd200809/dzyd20080914-1-l.jpg)
PCI /104-Express为PC /104提供了一条通往未来的路径。其具有能够支持高速应用装置:像是1与10 GbE、高阶图形、以及客制化FPGA与DSP需求等的带宽。另外还具有能够支持I /O密集的应用装置之扩展性。就如同PC /104-Plus并未取代PC /104一样,PCI /104-Express也不会取代PC /104-Plus或是PC /104。PCI /104-Express将逻辑延伸性加入了PC /104家族当中,以做为下一世代嵌入式运算的高速总线。
PC/104是一种普遍用在嵌入式计算机与工业计算机的业界标准,主要为定义出一种特定的规格,包括机板规格(form factor)与机板间总线规格。这个标准由PC /104协会(PC/104 Consortium)来制订及维护,致力于开发、维护、以及发布能够支持可堆栈式PC/104架构之规格。受到协会所采用的这些规格遵循桌上型PC世界的潮流,并且使其适用于堆栈型嵌入式空间,可以利用大量既有的组件与芯片组,藉此快速而且有效率的开发出具有多样选择的产品与应用装置。
PC/104一开始是美国 Ampro Computers 在 80 年代末期所发展出来的机板规格,并且在 1992 年由PC /104协会正式标准化以增加普及性。尽管这个标准试图成为IEEE标准,并列入IEEE P996.1草案(Draft),但并未获得通过。
PC/104的机板有一个有趣的特性。使用于嵌入式计算机与工业计算机的机板常常是使用背板(backplane)架构,装入机箱内。PC/104的规格在制订时则在总线连接器的方向及构造,及四角的固定点上做了不少考虑,让机板可以用堆栈的构造互相连接及扩充。相对于使用背板的架构,这种总线连接方式更加坚固和紧致。
经过多年的演进,个人计算机的总线主流逐渐由ISA、PCI演变到PCI Express,而PC/104由于有遵循桌上型PC的特性,自PC/104发布之后,也历经了几个更新或延伸的规格:
多元的延伸规格
● PC/104:最早的版本。由于ISA总线有8位和16位两个阶段,PC/104的机板也可以有8位和16位两种,且差别只在于16位版本多了一个总线连接器。即使如此,8位的机板仍可堆栈在16位的机板上,原理如同8位的ISA卡可以插入8位的ISA槽,也可以插入16位的ISA槽一样。
● PCI-104:由于个人计算机的总线演进到PCI,而从PC/104规格衍生出来的版本。虽然总线的能力提升到PCI,但与原来PC/104的104脚连接器不相容,失去与PC/104机板堆栈的能力。
● PC/104-Plus:这个版本既拥有原来PC/104的104脚连接器,也拥有PCI-104的总线连接器,因此,既可与PC/104机板堆栈,也可与PCI-104机板堆栈,更可做为在不相容的PC/104机板与PCI-104机板之间的桥接。
● EBX:这个版本是由Ampro与Motorola(当时是PowerPC芯片的开发者)所提出的,具有较大的机板规格,也可堆栈PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板,另可加上PCMCIA接口。
● EPIC:这个版本是由Ampro与WinSystems, VersaLogic, Octagon Systems, Micro/sys所提出的,机板规格的尺寸大于PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板,但小于EBX,同样也可以堆栈PC/104、PCI-104和PC/104-Plus的机板。
● PC/104-Express:随着个人计算机的总线演进到PCI-Express,而从PCI-104规格衍生出来的版本。与PCI-104机板相同,并不提供与原来PC/104的104脚连接器,失去与PC/104机板堆栈的能力,只能利用PC/104-Plus来桥接。PC/104-Express机板提供一个特殊的连接器,可提供4个x1与1个x16的PCIe界面。而经由规格上的巧思,这个x16的接口,又可以设定成2个x8,或2个x4,或2个SDVO。
● PCIe/104:如果PCI/104-Express机板连PCI-104的连接器都不提供,只有PCIe的连接器,这种机板又称为PCIe/104。
● EPIC Express:机板规格的尺寸与EPIC相同,但可堆栈的是PCI-104、PCIe/104和PCI/104-Express的机板,失去与PC/104机板堆栈的能力,只能利用PC/104-Plus来桥接。
堆栈式架构
在像是PC /104之类的堆栈式架构当中,有两种方法可以用来建立整套的系统。PC /104所规范的系统通常会将CPU主机置于顶端,以提供空间给冷却系统,而底下则是附加电路板以及电源供应器。EPIC与EBX系统会将CPU主机置于底部,而将附加卡往上堆栈。在往下堆栈的情况中,PCI Express连结是来自于附加卡的顶端,而在往上堆栈的系统中,PCI Express链接则是来自于附加卡的底部。这意味着设计工程师必须依据相对于CPU的摆放位置而建立两种不同的卡。最根本的解决方案就是使用可以堆栈在CPU之上或是之下,而且能够自动选择该使用何组连结的通用型附加卡。
PC /104之所以有名,乃是由于其为强固而且易于使用的系统。此技术的下一世代必须具有如同PCI Express能够适用于堆栈式架构的相同特点。在过去的一年当中,所有的这些事情都是被列在技术委员会讨论议程的优先项目。
目前,PCI/104-Express是即将发布的最新规格,在过去的一年里,此协会的技术委员会每个月开会两次,以期能够达成此目标。此团队的经验以及专业技术乃是用以建立PCI /104-Express规格的关键,而目前该协会正在衡量是否要发布此规格。要在机板规格中加入PCI Express很容易,但是有许多的选项必须加以选择。在提供的连结方面就有x1、x2、x4、x8、以及x16。应该要支持哪个选项?单一组的x1链接就比32位、33 MHz的PCI总线具有更大的带宽。对于许多嵌入式方面的需求而言,这样的条件看起来已经远大过其所需。但是,业界需要的是一项足以支持目前以及未来将会崛起之需求,具有弹性的规格。
![](https://www.soolun.com/img/pic.php?url=http://img.resource.qikan.cn/qkimages/dzyd/dzyd200809/dzyd20080914-1-l.jpg)
PCI /104-Express为PC /104提供了一条通往未来的路径。其具有能够支持高速应用装置:像是1与10 GbE、高阶图形、以及客制化FPGA与DSP需求等的带宽。另外还具有能够支持I /O密集的应用装置之扩展性。就如同PC /104-Plus并未取代PC /104一样,PCI /104-Express也不会取代PC /104-Plus或是PC /104。PCI /104-Express将逻辑延伸性加入了PC /104家族当中,以做为下一世代嵌入式运算的高速总线。