解析工控机行业的现状及技术发展趋势
汽车、造船、印刷、石化等多个行业,随着这些行业在金融危机中受到波及,工控机行业也或多或少受到了影响。 解析工控机行业的现状及技术发展趋势 (2) 工控机行业技术发展趋势 PC技术推动了工控机技术的发展 工控机是嵌入在工业系统内部,在工业极端环境里能够连续长期稳定可靠工作的工业型计算机。随着IntelCPU和MicrosoftDOS/WINDOWS架构演变成事实上的标准,ISA/PCI总线加固型工业PC(IPC)开始向工业领域渗透。IPC虽然经过了工业化改造(如取消了大母板,采用无源背板、插卡式模板,工业电源,全钢密封机箱微正压散热,温度自动检测和调整等),但其本质上仍然不是工业型PC,不能从根本上解决大母板水平放置、抗震动冲击能力差、元器件失效率高、平均修复时间(MTTR)长、维护困难等问题,难以满足工业控制任务的苛刻要求。为了满足市场对工业型计算机的要求,除了VME总线工控机外,产生了一系列基于PC的、与ISA/PCI总线标准兼容的嵌入式工控机,其中比较有代表性的是CompactPCI/PXI总线、AT96总线、STD总线和STD32总线工业控制机。 各种总线工控机向高性能、高可靠方向发展 STD总线工控机采用单片计算机(Computer-on-a-chip)技术,可以继续提升“ALL-IN-ONE”CPU板的性能,而不受小板尺寸限制。在386档次上,MCG、Systek、Winsystems和北京康拓等公司都推出了386EX“ALL-IN-ONE”CPU板。目前,STD总线工控机已经升级到486DX,可以满足大多数应用要求。1990年9月,STD32MG公布STD32规范1.0版。STD32具有32bit数据宽度,32bit寻址能力,是工业型的高端计算机。STD32总线兼容STD-80规范,产品可以互操作。STD32总线在保留简单控制总线特点的同时,采用了今天的先进技术设计OEM产品,如80486和Pentium系列处理器技术。 VME(VersaModelEurocard)总线是由Motorola公司1981年推出的第一代32位工业开放标准总线,其主要特点是其信号线模仿Motorola公司生产的68000系列单片机信号线,由于其应用的广泛性被IEEE收为标准,即IEEE1014-1987,其标准文件为VMEbusspecificationRevC.1。1995年,VME总线的新一代架构VME64脱颖而出。相对于传统的VME系统,VME64加大了传输带宽,拓展了地址空间并方便了板卡插拔。它将6U板的数据线宽和地址范围扩展到了64bit,给3U板提供了32bit和40bit地址模块,传输带宽达到了80Mb/s,增加了总线锁定周期,增加了第一插槽探测功能,加入了对热插拔的支持。VME64扩展集是1997通过的新标准,它又被称为VME64x。它增加了一个160管脚连接器系列(按5行排列),还在P1/J1和P2/J2之间加入了一个P0/J0连接器,另外新增设了一个3.3V电源管脚。该系统新增的两个边缘总线循环则把数据速率提高到160Mb/s。此外,还增加了EMC前置面板和ESD功能。VME320最大的改进是采用了星型互连的方法来达到数据传输加速的目的。它采用了一种叫做2eSST的协议,这是一种信源同步传输协议,可将理论数据速率提高到320Mb/s。SBS公司推出的VXS标准和VITA(VME国际贸易协会)开发的VPX标准。VXS为引用交换结构创造了条件,而VPX则将开关结构信号速率提升到了6.25Gb/s。与此同时,许多VME总线背板开始使用PMC(PCIMezzanineCard)插槽,以便能直接使用PCI板卡。制造商们还吸取了PCI板卡的构造因素,以使VME板卡跟上行业的步伐。 PCI-Express是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由Intel提出的。很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。认证发布后改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s,而且还有相当大的发展潜力。PCIExpress也有多种规格,从PCIExpress1X到PCIExpress16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。当然,要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,就像当初PCI取代ISA一样,都会有个过渡的过程。 CompactPCI/PXI总线有替代VME/VXI总线趋势 VME/VXI总线继续在军事设备和大型测试系统方面占有一定的市场份额,但已经受到CompactPCI/PXI产品的强有力冲击。标准AT96总线工控机在军事装备和工业现场得到进一步应用。随着CompactPCI总线冗余设计技术、热插拔技术、自诊断技术的成熟,构造高可用性系统的简化,CompactPCI/PXI总线工控机技术将得到迅速普及和广泛应用,成为国内继STD总线工控机、IPC工控机之后最具普及前景的新一代高性能工控机。 解析工控机行业的现状及技术发展趋势 (3) 加固性ISA/PCI总线工控机仍然占有一定的市
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