PICMG 2.0 Migration mit CompactPCI PlusIO

Redakteur: Holger Heller

Die CompactPCI-Spezifikation PICMG 2.0 gestattet es, neben dem parallelen PCI-Bus auch User-I/O-Signale auf die Backplane zu führen.

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CompactPCI PlusIO: Rückwandstecker J2 bei CompactPCI
CompactPCI PlusIO: Rückwandstecker J2 bei CompactPCI
(Bild: VBM-Archiv)

Diese User-I/O-Pins werden nun von den Herstellern genutzt, eben diese Peripheriesignale – also die modernen seriellen Interconnects – auf die Busplatine zu leiten. Leider ist aber die Anschlussbelegung bislang nicht standardisiert, so dass die Kompatibilität der Baugruppen untereinander verloren geht. Oft sind selbst die Boards eines Herstellers nicht untereinander austauschbar. Hinzu kommt, dass der 2-mm-Stecker ursprünglich nicht dafür entwickelt worden ist, differenzielle Signale mit Geschwindigkeiten von bis zu 5 GBit/s zu übertragen.

Genormte Schnittstellen bei CompactPCI PlusIO

Eine Erweiterung des CompactPCI-Standards, PICMG 2.30 CompactPCI PlusIO, schafft hier Abhilfe. Diese Ergänzung des Standards definiert die Pinbelegung des Steckers J2 und führt gleichzeitig einen neuen, dabei 100% kompatiblen Stecker ein, der auch zur Übertragung hoher Frequenzen geeignet ist. Dabei sind kaum zusätzliche Ground-Signale erforderlich, weshalb relativ viele Schnittstellen auf die Backplane geführt werden können:

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  • 4 x PCI Express (jeweils eine Lane)
  • 2 x Ethernet 1000BASE-T
  • 4 x USB 2.0
  • 4 x SATA/SAS

Der parallele PCI-Bus bleibt unangetastet, ist aber auf eine Datenbusbreite von 32 Bit begrenzt. PICMG 2.30 kann sowohl für Einfach- als auch für Doppel-Europakarten genutzt werden. Eine Karte, die CompactPCI PlusIO unterstützt, bleibt 100% kompatibel zum derzeitigen Standard. Man kann sie also auch ohne Einschränkungen in existierenden Systemen verwenden.

Hybridsysteme als Brücke zwischen den Standards

Eine CPU-Baugruppe, die PICMG 2.30 unterstützt, kann auch als System-Slot in einem Hybridsystem genutzt werden. Solch ein Hybridsystem kann neben Legacy-CompactPCI-Steckplätzen auch CompactPCI-Express- und CompactPCI-Serial-Steckplätze bieten.

So kann beispielsweise ein kleines CompactPCI-System aus einem CompactPCI-System-Slot (der CPU-Baugruppe), zwei CompactPCI-Peripherie-Slots für Ein-/Ausgabe und Feldbus und zwei CompactPCI-Serial-Peripherie-Slots für Festplatten als RAID mit Hot-Plug-Support bestehen. Mehr zum Thema Hybridsysteme finden Sie im Kapitel Hybridsysteme.

PCI Express

CompactPCI PlusIO ermöglicht es, insgesamt vier PCI-Express-Schnittstellen auf die Backplane zu führen. Die „Ultra-Hard-Metric“-Stecker auf der Einsteckkarte erlauben dabei Datenraten von bis zu 5 GBit/s, wobei auf der Backplane herkömmliche 2-mm-Stecker benutzt werden können.

Diese vier Schnittstellen können vier auf PCI Express basierende Peripherie-Baugruppen ansteuern. Jedes Interface ist dabei mit einem differentiellen Empfangs- und einem differentiellen Sendepaar ausgerüstet – einer sogenannten Lane, die jeweils einen x1-Link bildet. Die vier PCI-Express-Leitungen können beispielsweise eine Anbindung zu CompactPCI Express oder zu CompactPCI Serial schaffen.

Jede Schnittstelle erreicht dabei Datenraten von 250 MB/s bei PCIe v1.x bzw. 500 MB/s bei PCIe v2.x je Richtung. Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise in der Bildverarbeitung, reichen diese Datenraten aber immer noch nicht aus. Deshalb erlaubt der PICMG-Standard CompactPCI PlusIO, die vier PCI-Express-Links zu „clustern“.

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