可堆叠式架构分歧

Express104

　　最近成立的行业贸易团体SFF SIG（Small Form Factor special-interest group）采取不同方法，于2008 年初定义了Express104 PC/104 extension。这些板采用一两种新开发的52脚可叠堆统一模块互连技术（SUMIT)连接器。其中一个连接器提供2个1道链接和1个4道链接，外加3个USB 2.0接口、1个低引脚计数总线、2个串行外围接口（SPI）通道、1个系统管理总线（SMBus）和1组ExpressCard接口信号。可供选择的第二个连接器提供另一组1道和4道链接。Express104 也支持可选配置，它包括一个PCI到ISA网桥芯片，以便与传统PC/104板兼容。虽然几家制造商已经表示了对Express 104模块的兴趣，但截至2008 年底，没有一家制造商发布该模块。

　　Micro/sys Embedded Systems基于PC/104外型尺寸创建了一种新的可堆叠式结构，提供了另一种方法来加强通信协议。StackableUSB使用 USB，并且保留了PC/104的尺寸和堆叠优势。 StackableUSB 支持多达16个外围板，利用USB即插即用的功能，而且无需使用带有内置堆叠嵌入连接器的电缆。Micro/sys最近推出了基于 104外型尺寸的SBC1626网络就绪控制器，它带有7个 USB 端口，包括5个通过StackableUSB连接器的主机端口和2个客户端USB端口（图2）。除了联网功能之外，基于ARM的SBC1626还具有24条数字输入/输出线路、8个可读取DIP交换机、8个供应用程序使用的LED以及4个RS-232端口。64 MB板载线性闪存和128 MB SDRAM支持Linux或Windows CE等高级操作系统。基本SBC1626的起价为450 美元（1件）。

为了达到标准性能，只要传统产品可用，嵌入系统设计者将继续指定并集成传统的PC/104。此外，只要板设计者能够设法把较新芯片和过时的ISA总线连接起来，制造商将继续生产这些产品。如果要使用更高的性能，则需要更新升级。除非业界选择PC / 104的接替者，否则，由于制造商生产出不兼容的产品，很可能会使PC/104架构进入一个支离破碎的阶段。与此同时，经典PC/104继续存在。

　　附文1：PC / 104 新论

　　设计预算不仅要满足成本需求，而且还要考虑到开发时间、所占空间和性能因数，PC/104或PC/104兼容系统可成为有效的选择。PC/104或PC/104平台适用于需要少量（如有）硬件定制的设计方案，性能稳定，经过演进可在小型设备内提供更高性能。

　　稳定的平台允许设计者更换供应商的PC/104产品，以便大幅度提高性能，而这种提高是过去几年使用的产品无法实现的。事实上，制造商可使组件位于板上的同样位置，这可能是使用行业标准产品的最重要优势之一，也简化了从较老的PC/104向较新的PC/104架构的设计演变。此外，一些制造商使模块特性保持一致，避免了PC/104设计需要添加布线而导致机箱内部结构更复杂。PC/104信号使用通孔连接器而非插件连接器，这样通过电缆把信号传输到外面。或者，设计者也可使用附带插件连接器的载板。

　　PC/104堆叠通常最多有6个模块板。因此，设计者把CPU板以及所有连接器放在基线板顶部。如果CPU板缺少某种功能，这是一些供应商提供的模块板的常见问题，设计者必须在上面使用另一组模板。其中一块板可能包括图形，另一块可能包括声音，再一块可能采用以太网或火线接口。较高级的板能减小堆叠数。例如，一些带有内置输入/输出功能，因此设计者不需要使用具有图形、以太网或音频功能的单独PC/104板。使用功能强大和选择得当的板能快速将堆栈从6个小型单板计算机减少到只有2个。

　　PC/104还具有一些其他优势，例如，适用于要求适度性能且预算较少的设计。而且，如果一个设计方案使用PC/104板，设计者倾向于停留在同一技术领域。紧缩的预算和占用较小空间可能意味着，要停留在同一平台内，需要进行一些折衷，但是PC/104的发展已经提高了在这一方面的潜力。并不是所有的PC/104板都一样，其中一些比较的更高级。

　　附文2，PCI Express：可堆叠式系统的理想结构

　　多种小型（SFF）嵌入式系统应用均采用可堆叠架构来支持系统和输入/输出扩展，而无需底板或插件框架。在过去的16 年间，可堆叠系统的互连元素从行业标准架构（ISA）迁移到外围设备互连（PCI）。现在，既然有PCI/104 Express标准可以遵循，嵌入式系统设计者可以利用PCIe（PCI Express）技术来降低成本和功耗，减少板占用空间，减少布线，减少连接器，提高数据吞吐量，缩短时延，并实现与传统PCI软件的兼容，这能大大简化向PCI/104-Express的过渡。

采用PCIe的PC、服务器和工作站使其具有广泛可用性，促使PCIe设备数量快速上升，从而极大地降低其成本。实际上，一条传输速率为250Mb/s的PCIe链路只使用4条线，即一对传送器线路和一对接收器线路，降低了能耗。与此相比，32位PCI总线需要超过100条输入/输出线路，最大传输速率是125 Mb / s。输入输出线路明显减少，正是由于这一原因，芯片上的脚数减少，这意味着占板空间减少，连接器数量减少，PCIe布线减少。