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Serie CompactPCI Serial, Teil 2

Systemarchitektur von CompactPCI und CompactPCI Express

 

06.02.2009 | Autor: Manfred Schmitz, MEN Mikro Elektronik

 

Die ursprüngliche CompactPCI-Architektur basiert auf einem parallelen Bus, der den Systemslot mit den Peripherieslots verbindet. Der CompactPCI-Bus gestattet es, 32- und 64-Bit-Steckbaugruppen zu mischen.


Systemarchitektur von CompactPCI und CompactPCI Express
Bild 1: PICMG 2.16 ergänzt CompactPCI um Ethernet. Multiprozessing ist so einfach möglich. PICMG 2.16 ist nur für 6HE-Systeme definiert
Letztlich limitiert jedoch der parallele Bus die Datenrate. Speziell für Grafikapplikationen führte das zur Entwicklung des AGP-Interfaces (Accelerated Graphics Port) als schnelle parallele Punkt-zu-Punkt-Verbindung.
AGP wurde bei CompactPCI nicht umgesetzt und wird lediglich auf den Boards selbst benutzt. Für Multiprozessing steuert man CPUs auf Peripherieslots mittels nicht-transparenter Bridges. Mit diesen Bridges sind gewisse Speicherbereiche gemeinsam nutzbar und sie können miteinander kommunizieren. Der dafür erforderliche Softwareaufwand ist jedoch erheblich. Es gibt keine Standardlösungen.
Eine Erweiterung von CompactPCI (PICMG 2.16) führte dann neben dem parallelen PCI-Bus als weiteres Übertragungsmedium Ethernet auf der Backplane ein. Jedes Board konnte so über zwei Ethernet-Links über ein spezielles Switch-Board mit den anderen Baugruppen kommunizieren. Für Multiprozessing ist damit das Softwareproblem gelöst. Die Ethernetsignale wurden auf den Steckverbinder J3 gelegt. Damit war PICMG 2.16 nur für 6HE-Karten geeignet.

CPCIe mit schneller serieller Punkt-zu-Punkt-Verbindung

Bild 2: CompactPCI Express basiert ausschließlich auf PCI Express. Ethernet wird nicht unterstützt. Switches organisieren das Routen der Signale. Eine PCI-Express-zu-PCI-Bridge ist erforderlich, um Legacy-CompactPCI-Boards zu unterstützen. Für Multiprozessing werden wiederum nicht-transparente Bridges benötigt. CompactPCI Express wendet sich schließlich ganz vom parallelen PCI-Bus ab und basiert ausschließlich auf PCI-Express als schneller serieller Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Ethernet fand keine Berücksichtigung. Legacy-CompactPCI-Steckbaugruppen werden mittels eines Bridge-Boards angeschlossen. Das Routing der PCI-Express-Links kann durch Switch-Boards geregelt werden. Wie bei Legacy-CompactPCI benötigt man für Multiprozessing spezielle nicht-transparente PCI-Express-Bridges, die spezielle Software erfordern.
CompactPCI entwickelt sich weiter. Die Architektur passt sich modernen Chipsätzen an. Die bewährte Mechanik der IEC 1101 bleibt erhalten. Existierende Boards können weiter verwendet werden. CompactPCI zusammen mit den Ergänzungen PlusIO und Plus ist eine zukunftssichere Plattform für industrielle Rechner.
Redakteur: Holger Heller
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