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Digital-Kompendium Compact PCI Serial Elektrische Spezifikation bei CompactPCI Serial

Redakteur: Holger Heller

CompactPCI PlusIO ist ein Standard für CompactPCI-System-Slots, also CPU-Karten. Er ist kein Backplane-Standard. Es sind also keine Regeln für Backplanes aufgestellt.

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Maximale Implementierung der seriellen Schnittstellen: bei CompactPCI PlusIO für vier CompactPCI-Serial-Peripheriekarten
Maximale Implementierung der seriellen Schnittstellen: bei CompactPCI PlusIO für vier CompactPCI-Serial-Peripheriekarten
(Bild: VBM-Archiv)

Der CompactPCI-PlusIO-Standard beschränkt sich also auf die notwendigen Definitionen für das CPU-Board und wie die seriellen Schnittstellen an die Backplane geführt sind.

Benutzt man CompactPCI PlusIO, um die Signale per Rear-I/O-Adapter abzugreifen, so ist dies ausreichend. Baut man eine Hybrid-Backplane, beispielsweise auf Basis von CompactPCI Express auf, um preiswert Karten von National Instruments ansteuern zu können, liegt es in der Verantwortung des Backplane-Herstellers, die verschiedenen Standards zusammenzubringen und Inter-operabilität zu gewährleisten.

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Elektrische Toleranzen gerecht aufteilen

Beim Aufstellen der Regeln für das System-Slot-Board im CompactPCI-Serial-Standard hat man dabei den Ansatz berücksichtigt, die elektrischen Toleranzen, die ein Interface-Standard (beispielsweise PCI Express) gestattet, „fair“ zwischen der CPU-Karte, einer möglichen Backplane und einer Peripherie-Karte aufzuteilen. Fair bedeutet, dass die angegebenen Werte jeweils gedrittelt wurden.

Um die Implementierung einfach zu machen, um damit Fehler zu vermeiden und maximale Interoperabilität zu erreichen, wurden die elektrischen Spezifikationen der einzelnen Standards in klare Richtlinien für den Leiterplattenentwurf (Layout-Rules) umgesetzt. Diese Regeln sind je nach Schnittstelle (PCI Express, SATA, USB, Ethernet) unterschiedlich ausgelegt. Für PCI Express ergeben sich beispielsweise die folgenden Regeln:

  • Differenzielle Impedanz 100 Ohm
  • Abstand zwischen differenziellen Signalen und anderen Signalen mindestens 0,4 mm
  • Abstand zwischen differenziellen Paaren mindestens 0,2 mm
  • Leitungslängenunterschied innerhalb eines Paares auf der System-Slot-Karte maximal 0,1 mm
  • Leiterbahn-Länge auf der System-Slot-Karte maximal 125 mm, maximal zwei Durchkontaktierungen pro Leitung auf der System-Slot-Karte

Diese klaren Implementierungsvorschriften gewährleisten, dass die modernen High-Speed-Interconnects auch wirklich zu gebrauchen sind und Baugruppen verschiedener Hersteller auch unter allen Umständen zusammen funktionieren.

Soviel Flexibilität wie möglich einräumen

Interoperabilität

CompactPCI PlusIO unterstützt je viermal PCI Express, SATA und USB 2.0 sowie zwei Ethernet-Anschlüsse auf der Backplane. Die hierfür benutzten I/O-Pins sind im Basis-Standard PICMG 2.0 für die User-I/O von 32-Bit-Systemen freigehalten. PICMG 2.30 kann sowohl für 3-HE- als auch für 6-HE-Systeme angewendet werden, wenn keine 64-Bit-PCI-Bus-Implementierung erforderlich ist.

Die Signaldefinition hat die größtmögliche Interoperabilität zwischen Baugruppen verschiedener Hersteller zum Ziel. Zugleich versucht der Standard, so viel Flexibilität wie möglich einzuräumen.

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