PC104已经存在了30多年。很长一段时间,甚至对于嵌入式系统。虽然它有很长的历史,但对于嵌入式系统来说,它仍然是一种可行的重要体系结构。
PC104,或之前的PC/104,已经以某种形式存在了30多年。即使对于嵌入式系统来说,这也是一段很长的时间。虽然它有很长的历史,但对于嵌入式系统来说,它仍然是一种可行的重要体系结构。该规范定义了一个可堆叠的体系结构,也就是说,板实际上堆叠在彼此之上以增加功能。
典型的堆叠可能包含CPU板、电源板和一个或多个用于特定目的的外围板。这种板可从许多供应商处获得。如果需要特殊功能,很多OEM厂商会自己设计外设板。
该规范最初是由PC/104联盟开发的,并随着时间的推移不断得到发展,以跟上最新的可用技术。它定义了整体尺寸、使用的总线和引脚。此类产品适用于恶劣的工业和军事应用。最初定义了两个版本,一个是8位,一个是16位。后者更受欢迎,包含104个引脚。因此,“104”之名。其尺寸为3.550 x 3.775英寸或90 x 96 mm,为寻求降低SWaP(尺寸、重量和功耗)的OEM厂商提供了一个很好的选择。
最初,大多数可用的CPU板基于X86架构和ISA总线。现在很多厂商都提供了大量基于Arm的CPU板。在过去,通常运行基于DOS或Windows的操作系统(OS)。今天,我们看到PC104系统运行所有版本的Linux和实时操作系统。后来的标准,如EBX和EPIC,允许使用更大的CPU板,但包括一个PC104连接器,允许使用标准的I/O板。
WINSYSTEMS的PCM-C418 SBC是专门为PC104的外部尺寸设计的。由于使用了DMP Vortex86DX3 SoC处理器,它提供了低功耗规格。
ISA实现仍然得到广泛支持。已经发生了变化,部分是为了保持与现有电路板的向后兼容性,部分是为了允许使用当前的技术。例如,WINSYSTEMS的PCM-C418单板计算机(SBC)适用于PC104,并配备了最新一代的DMP Vortex86DX3 SoC处理器。SBC结合了足够的内存(2 GB DDR3-LV焊接和1 MB电池备份SRAM)和小尺寸、低功耗、鲁棒设计和扩展的工作温度范围,适合工业控制、运输、Mil/COTS和能源应用。
当需要更高性能的PC104时,PC104-Plus体系结构应运而生。该版本增加了32位PCI连接,为OEM提供更高的速度,同时保持与现有主板的向后兼容性。其次是PCI-104规范,本质上是没有PC104 ISA连接器的PC104-Plus。PCI-104兼容产品仍然可用。然而,他们需要使用PCIe到PCI桥。
展望未来,PCIe/104增加了PCI Express信号。该规范最初专注于高性能CPU,使用现在所谓的PCIe/104 Type 1规范。它允许在三组高速连接器上使用x16 PCIe通道。它还可以包括一个PCI-104连接器。该规范的未来版本(类型2)允许其他类型的I/O,因此设计人员可以在CPU性能图表中上下移动。这可能是PC104上PCI Express最常用的标准。
即使使用类型2引脚,许多CPU也不能使用完整的三组高速连接器。因此,PC104联盟批准了类型3(单排)连接器选项。一个存储体支持类型2引脚上的第一个存储体的信号,并减少其他两个存储体的填充,其中大部分是未使用的I/O.这节省了PCIe/104 CPU的空间,允许增加功能或降低成本。
在WINSYSTEMS PX1-C415 SBC中可以看到OneBank架构的一个很好的例子。它使用英特尔的凌动E3900系列SoC处理器。因为OneBank的扩展,可以作为独立的SBC运行(不需要板卡)。该规范的向后兼容性允许使用大量扩展模块,同时仍然保持小而坚固的外形。如果需要,OEM可以自行设计模块。
审计郭婷
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