PC104 已經(jīng)存在了 30 多年。很長(zhǎng)一段時(shí)間,即使對(duì)于嵌入式系統(tǒng)也是如此。盡管年代久遠(yuǎn),它仍然是嵌入式系統(tǒng)可行且重要的架構(gòu)。
PC104,或以前的 PC/104,已經(jīng)以某種形式存在了 30 多年。即使對(duì)于嵌入式系統(tǒng),那也是很長(zhǎng)的時(shí)間。盡管年代久遠(yuǎn),它仍然是嵌入式系統(tǒng)可行且重要的架構(gòu)。該規(guī)范定義了一種可堆疊架構(gòu),即板實(shí)際上是相互堆疊以增加功能。
典型的堆??赡馨粔K CPU 板、一塊電源板和一個(gè)或多個(gè)用于特定用途的外圍板。此類(lèi)板可從許多供應(yīng)商處獲得。如果需要特殊功能,許多 OEM 都會(huì)設(shè)計(jì)自己的外圍設(shè)備板。
該規(guī)范最初是通過(guò)PC/104 Consortium開(kāi)發(fā)的,隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)展,以跟上最新的可用技術(shù)。它定義了外形尺寸和使用的總線(xiàn),以及引腳。符合此類(lèi)別的產(chǎn)品適用于堅(jiān)固的工業(yè)和軍事應(yīng)用。最初定義了兩個(gè)版本,一個(gè)是 8 位的,一個(gè)是 16 位的。后者更受歡迎,包含 104 個(gè)引腳。因此,“104”的名稱(chēng)。它的尺寸為 3.550 x 3.775 英寸或 90 x 96 毫米,為尋求減小 SWaP(尺寸、重量和功率)的 OEM 提供了一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
最初,大多數(shù)可用的 CPU 板都是基于 X86 架構(gòu)和 ISA 總線(xiàn)的。如今,許多供應(yīng)商都提供了大量基于 Arm 的 CPU 板。過(guò)去通常運(yùn)行基于 DOS 或 Windows 的操作系統(tǒng) (OS)。今天,我們看到 PC104 系統(tǒng)運(yùn)行所有版本的 Linux 和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。后來(lái)的標(biāo)準(zhǔn),如 EBX 和 EPIC,允許使用更大的 CPU 板,但包含一個(gè) PC104 連接器,允許使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 板。
WINSYSTEMS 的PCM-C418 SBC專(zhuān)為 PC104 外形尺寸而設(shè)計(jì)。由于使用了 DM&P Vortex86DX3 SoC 處理器,它提供了低功耗規(guī)格。
ISA 實(shí)施至今仍受到廣泛支持。出現(xiàn)了變化,部分是為了保持與現(xiàn)有電路板的向后兼容性,部分是為了允許使用當(dāng)前技術(shù)。例如,WINSYSTEMS 的 PCM-C418 單板計(jì)算機(jī)(SBC) 適合 PC104 外形尺寸并配備最新一代 DM&P Vortex86DX3 SoC 處理器。SBC 結(jié)合了充足的內(nèi)存(2 GB DDR3-LV 焊接和 1 MB 電池備份 SRAM)和小尺寸、低功耗、堅(jiān)固的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展的工作溫度范圍,適用于工業(yè)控制、運(yùn)輸、Mil/COTS 和能源應(yīng)用。
當(dāng)需要 PC104 更高的性能時(shí),PC104-Plus 架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。此版本增加了 32 位 PCI 連接,為 OEM 提供更高的速度,同時(shí)保持與現(xiàn)有主板的向后兼容性。緊隨其后的是 PCI-104 規(guī)范,它本質(zhì)上是沒(méi)有 PC104 ISA 連接器的 PC104-Plus。符合 PCI-104 的產(chǎn)品仍然可用。但是,它們需要使用 PCIe 到 PCI 橋接器。
展望未來(lái),PCIe/104 增加了 PCI Express 信號(hào)。該規(guī)范最初側(cè)重于采用現(xiàn)在稱(chēng)為 PCIe/104 Type 1 規(guī)范的高性能 CPU。它允許三組高速連接器上的 x16 PCIe 通道。也可以包括一個(gè) PCI-104 連接器。該規(guī)范的未來(lái)版本(類(lèi)型 2)允許其他類(lèi)型的 I/O,因此設(shè)計(jì)人員可以在 CPU 性能圖表上上下移動(dòng)。這可能是 PC104 上 PCI Express 最常用的標(biāo)準(zhǔn)。
即使使用 Type 2 引腳,許多 CPU 也無(wú)法使用完整的三組高速連接器。因此 PC104 聯(lián)盟批準(zhǔn)了 Type 3 (OneBank) 連接器選項(xiàng)。OneBank 在 Type 2 引腳上支持第一個(gè) bank 的信號(hào),并減少其余兩個(gè) bank 的填充,這些 bank 大部分是未使用的 I/O。這節(jié)省了 PCIe/104 CPU 的空間,允許增加功能或降低成本。
在WINSYSTEMS PX1-C415 SBC中可以看到 OneBank 架構(gòu)的一個(gè)很好的例子。它利用了 Intel 的 Atom E3900 系列 SoC 處理器。由于 OneBank 的擴(kuò)展,它可以作為獨(dú)立的 SBC 運(yùn)行(無(wú)需載板)。該規(guī)范的向后兼容性允許使用大量擴(kuò)展模塊,同時(shí)仍保持小巧、堅(jiān)固的外形尺寸。如果需要,OEM 可以設(shè)計(jì)自己的模塊。
審核編輯:郭婷
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