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Serie CompactPCI Plus, Teil 35

Simulationsrechner für Trainingseinsatz mit CompactPCI PlusIO

 

26.02.2010 | Autor: Barbara Schmitz, MEN Mikro Elektronik

 

Rechner in Simulationsanwendungen bedienen vielfältige Schnittstellen zur Außenwelt, kommunizieren mit unterschiedlichen Sensoren, stellen Berechnungen an und liefern Auswertungen – und das häufig in Echtzeit. Wie sich die großen Datenmengen zeitgenau mit CompactPCI PlusIO übertragen lassen, zeigt dieses Beispiel.


Dieses Beispiel beschreibt den Einsatz eines CompactPCI-PlusIO-System in einem Fahrsimulator
Dieses Beispiel beschreibt den Einsatz eines CompactPCI-PlusIO-System in einem Fahrsimulator
Die Rechnersysteme in Simulationsanwendungen sind naturgemäß relativ komplex aufgebaut und basieren idealerweise auf dem CompactPCI-Standard (PICMG 2.0) bzw. dem aufwärtskompatiblen Nachfolger CompactPCI PlusIO (PICMG 2.30). CompactPCI PlusIO definiert gegenüber CompactPCI zusätzliche serielle Signale am rückseitigen Stecker J2: SATA, PCI Express, USB, Ethernet.
In einer Anwendung zum Fahrertraining wird ein CompactPCI-PlusIO-System im Fahrzeug eingebaut. Dabei ist die komplette Fahrzeuginfrastruktur zur Simulation sämtlicher Funktionen an den Rechner angeschlossen. Die Elektronik ist in einem Conductive-Cooling-System untergebracht, das bei einer Raumtemperatur bis 63°C funktionsfähig sein muss. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Innenraum des Fahrzeugs muss das auf Karten im Einfacheuropa-Format basierende System sehr kompakt gehalten sein.

Hohe Rechenleistung bei besonderer Einbausituation

Ein nach CompactPCI-PlusIO-Standard (PICMG 2.30) entwickelter Single-Board-Computer steuert ein Hybrid-System mit CompactPCI-Serial-Peripheriekarten (PICMG CPCI-S.0, Core-Spezifikation derzeit in Entwicklung) auf der einen Seite und herkömmlichen CompactPCI-Peripheriekarten (PICMG 2.0) auf der anderen Seite. Das System ist dabei mit einem SBC ausgestattet, der einerseits eine hohe Rechenleistung für die Simulation der Daten erbringen muss, die jedoch andererseits durch die besondere Einbausituation hinsichtlich der Verlustleistung eingeschränkt wird.
Um die Host-Performance nicht unnötig einzuschränken, sind deshalb die Ein-/Ausgabefunktionen vom Host entkoppelt, eine gegenseitige Beeinflussung wird so vermieden. Hierbei werden die beiden CAN-Bus-Schnittstellen über PCI Express angesteuert, um die geforderten Datenraten zu gewährleisten. CompactPCI PlusIO spezifiziert PCI Express x1 für bis zu vier Peripheriekarten.
Auf der CompactPCI-Seite des Hybridsystems ist ein Frame-Grabber über PCI angeschlossen. Weitere Schnittstellen sind symmetrisches Audio-I/Os, DVI, GigE sowie je vier digitale I/Os mit 500 V Isolationsspannung. Die robuste Mechanik von CompactPCI PlusIO ist zudem Voraussetzung bei der Einhaltung extremer Stoß- und Vibrationsanforderungen, die in dieser Anwendung nach MIL-Standards spezifiziert sind.
Redakteur: Holger Heller
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