嵌入式分布模块控制系统与网络的互连

(如VME)所设计，而PXI为仪器使用系统(如VXI)所设计。3U cPCI无源底板比较小但可以增大。使用底板的方法使维护和升级3U cPCI模块变得更为简单。cPCI/PXI(3U)板支持工业自动化所需要的I/O，而工业自动化也需要分布式I/O。

cPCI支持现场总线用于数据采集、控制、监测和进程报告。为了满足工业应用的需要，cPCI系统支持高级的用于cPCI单板计算机上的网络连接功能(10/100M以太网、 USB、FireWire和现场总线)。模块性能够帮助人们进行最广泛的应用并提供了基于cPCI/PXI的SBC支持的灵活性。

嵌入式模块化cPCI/PXI(3U)系统硬件有如下优势：1)小型规格(220针，2mm连接器)体现了它是个对抗控制应用场合中冲击和振动的良好平台。2) 完整的PC模块(带有图形、快速以太网、IEEE1394、USB、现场总线、flash存储器和128M的SDRAM)能够建立在紧凑型且具灵活性的 3U平台上。3)降低功耗是减小成本的重要步骤，追求更小型的处理器几何尺寸降低了功率级。研究显示，通过3U cPCI实现的控制设备消耗的功率通常低于20W。4)另外，带有64位总线的8插槽cPCI底板通过使用机架和EMI屏蔽附件提供了经济型底板(无源的和有源的)。现代嵌入式计算机的解决方案需要基于Windows的软件来完成用于控制应用 (RT-Linux, RTEMS, QNX, OS-9, VxWork)的人机连接、网络连接、文件管理和确定性的实时软件。

用于与PC兼容的嵌入式SBCs的Linux支持倾向于以正常方式使用芯片来提供，包括一些特定的功能如：显示控制器模式、LCD面板控制信号、PCMCIA、板上固态磁盘和非标准的功能(看门狗定时器)。

3.与SAN相互连接的分布式系统

由于在分布式数据处理系统中，大量并行处理器受到总线的限制，所以可扩展一次性接口(SCI)就成为一个用于高级多处理器体系结构的最好的系统区域网络 (SAN)而发展起来。随后，第一个具有硬件一致性的基于SCI的高性能模块化多处理器系统被开发出来。根据多级物理模型，人们提出将用于高性价比系统的基于标准紧凑型PC (PC-board)和链路模块(如Dolphin)的高级集成化实时系统高效SAN体系结构用于实验物理研究中的高性能数据采集、控制和分布式数据处理。组建高性价比实时系统的一个最佳方法是使用工业计算机系统MB(ICS MB)、PC MB 或 cPCI/PXI，并根据实际的应用场合通过不同的拓扑连接到SAN中。

分布式并行数据处理模型包括对称多处理(SMP)、大规模并行处理(MPP)和机群系统(RMC和NUMA)。RMC(映射内存集群)是一个在节点和通信连接之间具有内存复制功能和内存传输机制的集群系统。

借助系统区域网络(SAN)的链路模块，分布式集成系统的高模块化结构能够支持分布式处理器和内存之间的高效交互作用。SAN包括以下几个级：

1)核心级由一套内核处理器、存储器、I/O控制器所组成，它们之间相互连接。与同一板上的片外存储器相比，新型单芯片微型机具有更短的通信链路，更易访问和更短的数据传输时间。

2) 系统模型的紧凑型板结构的原子级(A模块)包括用于特定目的和一般目的的处理器。用于数据采集和控制的最简高效实时　系统可以以具有单核、双核或三核处理器的标准PC MB为基础。在同一总线上，处理器模块有数量限制。对称多处理(SMP)是用于多处理器的基本软件模型。

3)分子级(宏观结构)取决于系统拓扑结构。大量多处理器节点可以通过SAN(“大总线”模型)连接到大型(千处理器)系统中以支持分布式集成实时系统用于数据采集、控制和数据处理应用。

4)分布式系统的相互连接基于链路、桥接和开关模块(L模块、B模块和S模块)。通信速度的成本比针脚和板空间的成本下降地更快。传统的通信基于总线，这限制了处理器的数目。

一个可行的解决方案是在许多独立的点对点连接上使用基于包的信号，这可以解决总线瓶颈的问题，但也带来了新的问题——如何保持系统中共享内存模型的cache一致性。

处理器模块之间的弱相互作用基于消息传送(以太网)。中级相互作用基于集群中使用的外部存储设备(磁盘、磁带)。处理器核之间的强相互作用基于直接读取分布式存储器，并在SCI上实现，SCI也支持处理器模块之间的弱相互作用。SCI的强相互作用包括小包交易(有回显地发送和响应分离的包)。包格式包括写 xx、读xx、移动xx和锁定命令，此处xx表示允许的数据块长度(数据字节数目，在数据包头的右方)。

可扩展性是增强多处理器实时系统性能(与千处理器系统相连接)的一个问题。

SAN架构的分布式存储器模型能支持并行流水线数据处理(计算)作为SMP模型运行于单个地址空间。64位地址支持每个节点上的256T字节。

Cache 一致性支持分布式并行数据处理