СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2013

С ТЕКОВАЯ АРХИТЕКТУРА Как уже отмечалось в первой части данной статьи, существуют два основ ных типа организации системы из на бора модулей – магистрально модуль ная и стековая. Основными отличия ми этих систем являются способ подключения модулей к системе и спо соб доступа к интерфейснымразъёмам модулей. В магистрально модульной системе модули подключаются друг к другу че рез пассивные объединительные пла ты с разъёмами расширения. Как пра вило, такие системы строятся на базе каркасов для 19 дюймовых стоек, и наиболее известным производителем таких каркасов, объединительных плат и стоек является немецкая фирма Schroff. Неоспоримымпреимуществом магистрально модульных систем пе ред стековыми является возможность использования высокопроизводитель ных модулей с большим энергопотреб лением. В каркасах для магистрально модульных систем относительно лег ко организовать кондуктивный или активный теплоотвод с применени ем блоков вентиляторов, чтобы обес печить стабильную работу мощных элементов и возможность применения источников питания (ИП) большой мощности. Важным стандартом для магистрально модульных систем явля ются CompactPCI и его варианты (2.0, 2.30 и Serial). Стековые модули не используют объ единительные платы и соединяются друг с другом через разъёмы расши рения, образуя компактную систе му, которая неизбежно ограничивает потребляемую мощность. Основным применением стековых модулей явля ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2013 ются защищённые системы, где стек с модулями и ИП устанавливаются в корпус. В такой конструкции возмо жен только кондуктивный теплоот вод на корпус. Как правило, максималь ная мощность для большинства стеко вых систем составляет около 20 Вт, а для высокопроизводительных вариан тов – 60 Вт. Однимиз наиболее распро странённых стековых стандартов яв ляется PC/104 и его более новые вер сии – PC/104 plus и PCI/104 Express. Преимущество стековой архитекту ры заключается в более высоких пока зателях по стойкости к механическим воздействиям при меньшей массе и га баритах системы, т.к. способы соедине ния ификсациимодулей без использо вания объединительных плат прида ют стеку больше жёсткости в меньшем объёме. Напротив, в магистрально мо дульных системах CompactPCI могут наблюдаться резонансные явления на модулях из за люфта, обусловленного конструкцией крепления и материа лом установленных в каркасе направ ляющих. С ПЕЦИФИКАЦИЯ PCI/104 E XPRESS ИЛИ PCI E /104 Самая первая версия стандарта PC/104 предоставляла возможность расширения системы периферийны ми модулями только на базе шины ISA. Для этой шины был выбран разъём с количеством контактов 104, что отра зилось в названии стандарта. Разъём имелштыревой соединитель, который обеспечивал двухстороннее подклю чение периферийных стековых моду лей к процессорному модулю. После появленияшины PCI в спецификацию был добавлен второй разъём, и обнов лённый стандарт получил название PC/104 plus. В данной версии стандарта было вве дено ограничение: модули сшиной PCI должны стоять в стеке непосредствен но за процессорныммодулем, и только с одной стороны. По сути, стек модулей PCI стал односторонним. Вместе с не обходимостьюорганизации более эф фективной системы кондуктивного теплоотвода для новых поколений процессоров это привело к появлению системных модулей, имеющих с одной стороны радиатор, а с другой – разъ ёмы расширения. Следует отметить, что стандарт PC/104 plus описывает прямоугольный модуль, на котором две областина двух противоположных краях отведеныпод разъёмы расширения, а две области на двух других краях – под интерфейсные разъёмыввода вывода. В этих областях ответные части угловых интерфейс ных разъёмов не должны выступать за оговоренные пределы более чем на 12,7мм. Однаконовые процессорыста ли занимать бo<льшуюплощадь, а более функциональные процессорные моду ли потребовали больше разъёмов вво да вывода. По этой причине стандарт PC/104 plus негласно разделился на два типа – один для процессорных модулей, второй – для периферийных. Отли чие состояло в том, что платы неко торых процессорных модулей были расширены на область разъёмов вво да вывода («крылья» или «уши», см. рис. 1, справа), которые стали не угло выми, а вертикальными. Это и сегодня практикуется в процессорных мо дулях, позволяя реализовать самодо статочный модуль, совместимый с PC/104 plus. Формально стандарт не регламенти рует использование упомянутых об ластей для общей площади печатной платы, и, согласно спецификации, мо дули с «крыльями» должныименовать ся не PC/104 Complaint (соответствую Форм фактор StackPC – новый подход к разработке встраиваемых модулей и систем Часть 2. Стандарт StackPC и системы на его основе Алексей Сорокин (Москва) Рассмотрены стандарты StackPC и PCIe/104, отмечены преимущества и недостатки этих форм факторов для различных областей применения. Описан стековый метод построения систем на базе StackPC и модели применения стековых модулей в составе защищённых компьютеров и встраиваемых устройств.