當前工業控制機技術的幾個熱點問題
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其二，以太網在負載達40%以上時才會有明顯的沖突，典型工業控制的負載為：10M,5%；100M，0.5%。因此，沖突的概率很小，上述設定的沖突次數為5的條件實際上是非常保守的。
其三，所謂交換式以太網，可以將一個較大的網絡分隔成為各個相對獨立的沖突域，沖突只能在一個相對較小的區域內發生，從而大大減少沖突發生的概率。
(3)工業以太網的第1-4層已經確定，當前的研究工作主要在兩個方面，
一是應用層不同協議的封裝，當前國際上幾個組織聯合起來，企圖解決互操作性問題，我國也在這方面做工作，希望是開放式的，以便解決與國際上工業以太網的互操作性問題；
二是如何適應工業環境問題，這里有許多文章可做。
4 新一代工業計算機總線CompactPCI
前文所述IPC工控機是在PC機的基礎上，在機箱、結構等方面作適當改造，保留了PCI-ISA總線的有源底板，開發和擴充了系列工業I/O模板而構成。1993年以來，由于PCI總線的開放性、高性能、低成本、通用操作系統等方面的優勢，使其得到迅速的普及和發展。但是，這種PCI-ISA底板總線的工業控制計算機尚有不足，還難以用于有苛刻要求和高性能的場合。為此，主要由原來事STD總線工控機的廠商，如Ziatech、Pro-Log等，以及Intel，在PICMG（PCI工業計算機制造商協會）支持下，制定PCI-ISA總線的無源底板標準和處理器板標準，即CompactPCI。其出發點在于，改造PCI標準，使其成為無源底板總線的結構。
CompactPCI是一種新的開放式工業計算機標準，它是PCI總線技術和成熟的歐式卡組裝技術的結合。采用CompactPCI既能吸收PC機最新的技術成果，又具有滿足通信和工業實時應用所必需的更堅固、更可靠、模塊化、易使用、易維護的優點。在成本上，其產品往往低于同等功能的VME產品，但略高于通常的IPC產品。已經發布了CompactPCI規范2.0R3.0版。
CompactPCI最具吸引力的特點是熱插拔（hot swap）。這意味著一個模板能夠在不切斷電源的情況下從機箱內拔出或插入，依靠先進的軟件，系統能夠自動調整配置。熱插拔一直是電信應用的要求，也為每一個工業自動化系統所渴求。
CompactPCI的熱插拔的實現是：在結構上采用三種不同長度的引腳插針，使得模板插入或拔出時，電源和接地、PCI總線信號、熱插拔啟動信號按序進行；采用總線隔離裝置和電源的軟啟動；在軟件上，操作系統要具有即插即用功能。PICMG與微軟公司合作，使得WindowsNT5.0具有此功能。熱插拔是一個熱門課題，也是一個復雜的問題，許多PICMG成員單位作出了巨大的努力，PICMG在原版本基礎上，經過不斷完善，于2001年1月發布了CompactPCI的熱插拔規范2.12R2.0版，2002年1月發布了熱插拔基礎結構接口規范2.12R2.0版，此前還發布了電源接口、系統管理、計算機電話等規范，2001年發布了多計算規范，今年5月又發布了星型光纖規范，CompactPCI工業計算機總線技術，從結構、硬件、軟件、管理諸方面趨于成熟，采用CompactPCI總線標準的工業計算機產品已經廣泛應用于電信、工業實時控制以及國防工業之中，當前熱門的刀片式服務器即采用CompactPCI規范。
中國計算機行業協會工業計算機分會（PICMG/P.R.C）作為PICMG的執行委員，組織專家已經將CompactPCI規范翻譯成中文發布，以推動我國工業計算機的發展。
隨著計算機技術的發展，自動化測試設備（ATE）發生了質的變化，出現了所謂的 “虛擬儀器”。虛擬儀器是計算機技術與測量技術結合創造出來的一種全新儀器，由計算機應用軟件和儀器硬件組成，是有虛擬儀器面板的個人計算機儀器。當前，主要采用VXI、PXI兩種總線型虛擬儀器。
基于VXI、PXI總線的虛擬儀器僅需幾塊模擬和數字I/O板的硬件開銷，通過計算機軟件即可完成各種儀器的功能。它集中了智能儀器、個人儀器和自動化測試系統的特長。
隨著CompactPCI總線日趨成熟，基于CompactPCI的虛擬儀器應運而生，即PXI，它具有比VXI更高的總線帶寬，資源更豐富，在相同功能的條件下，其價格往往只有VXI系統的一半。因此，PXI系列產品具有更強勁的發展勢頭，而VXI則具有先入為主的優勢。
“虛擬儀器具有性能價格比高、操作簡單方便、可靠性高等特點，市場前景十分巨大；構建以VXI、PXI等先進總線為基礎的通用測試平臺，滿足產品開發、生產和維修的需要具有重要的意義。”這是國家科技部發布的2002年“科技型中小企業創新基金若干重點項目指南”中的一段話。在自動化測試技術和設備方面，同行們也將大有可為。其中，PXI系統尤其值得關注。
5 嵌入式系統的技術發展和我們的機遇
所謂嵌入式系統，是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可剪裁，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統是集軟件、硬件于一體的高可靠性系統。其軟件除操作系統外，還需有固化的應用軟件；硬件除了CPU外，還需有外圍電路支持。通用和嵌入式CPU、微控制器、DSP以及單片系統（SOC）已構成嵌入式系統硬件的基礎。
PC機主要應用在辦公室自動化領域，而嵌入式系統已經廣泛地滲透到人們的工作、生活之中，從家用電器、手持通訊設備、信息終端、儀器儀表、汽車、航天航空、軍事裝備、制造工業、過程控制等等，無不是嵌入式系統的應用領域。根據美國嵌入式系統專業雜志RTC報道，二十一世紀初的十年中，全球嵌入式系統市場需求量具有比PC市場大10至100倍的商機。嵌入式系統的應用非常廣泛，可以說，嵌入式系統無所不在、無時不在，可應用于人類生活與工作的各個領域。未來學家尼葛洛龐蒂曾預言，嵌入式智能設備將是PC和因特網之后最偉大的發明。
嵌入式系統的出現至今已經有30多年的歷史，近幾年來，計算機、通信、消費電子的一體化趨勢日益明顯，嵌入式技術已成為一個研究熱點。嵌入式系統已發展到以Internet為標志的嵌入式系統。這是一個正在迅速發展的階段。目前大多數嵌入式系統還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發展以及Internet技術與信息家電、工業控制技術結合日益密切，嵌入式設備與Internet的結合將代表嵌入式系統的未來。
嵌入式系統技術日益完善，32位微處理器，即X86CPU和嵌入式CPU（ARM、MIPS、SH三大類）以及DSP、單片系統SOC，在嵌入式系統中占主導地位；嵌入式操作系統已經從簡單走向成熟（如VxWorks、PSOS、VRTX、Nucleus、WinCE、QNX、Linux），嵌入式系統與網絡、Internet結合日益密切。其中，嵌入式Linux在消費電子設備中得到廣泛應用。由32位嵌入式CPU與嵌入式Linux相結合，在信息終端、家用電器、工業控制等方面將大有可為。
大家可能已注意到，我國在嵌入式CPU方面最近取得了很大進展，“龍芯”和方舟CPU的研制成功是一件很有意義的大事。
目前，PC機的架構為Wintel所控制、壟斷，即由INTEL的CPU+微軟的Windows主宰了產業。在該領域，我們沒有主動權，缺乏創新空間，充其量只是組裝PC機和搞計算機系統集成等，自己的軟件產品和出口軟件也很少。
嵌入式系統，由于需求千變萬化，沒有統一的架構，可以不受控制，軟硬件需要各種各樣的組合，技術密集，市場容量大，可有無限的創新空間！
嵌入式CPU+嵌入式OS+關鍵應用=嵌入式系統的核心技術。
主要原因是：計算環境從PC為中心轉變為以網絡為中心，涌現了各種新的信息設備（IA），不必與PC兼容；應用軟件逐步從PC移到網上，不必與Windows兼容；瀏覽器取代Windows成為主要的用戶界面；基于Linux的OS很適合各種IA；跨平臺語言JAVA被普遍采用。
綜上所述，在PC機上要脫離Windows很難，離開了PC機，特別是在網上，就可以有所作為。其中，看好Linux。在IA領域，各種嵌入式Linux有很好的前景；Linux將成為我國未來主要OS之一。
近年來，我國在開發嵌入式CPU方面有一系列有利條件：市場：嵌入式CPU可應用于各種領域，包括信息家電、網絡設備、工業儀器儀表等等，其市場容量將遠遠超過PC產業。技術：可允許多種結構，可有自己的創新結構；可購買IP知識產權模塊，自行裁剪和組合，設計自己的CPU；有Linux和其它OS作為支持，不必依賴Windows。
北京中芯微系統公司開發成功高性能嵌入式處理器方舟二號，主要技術特點如下：32位RISC CPU，時鐘頻率266MHz，2x8kB cache，片上集成了EMI存儲器控制器，PCI總線控制器，中斷處理器，DMA控制器，2個串口，2個USB接口，1個IC卡控制器，1個以太網控制器，RTC，定時器，Watchdog等，且低功耗，是高集成度的SOC芯片，支持Linux。
中科院計算所的“龍芯” 是另一款國產芯片，32位，266M鐘頻，其指令系統與MIPS芯片兼容，支持VxWorks、Linux操作系統，工作溫度為-35到+70°C，可以滿足軍工和工業環境的應用要求。
“龍芯”和方舟的32位嵌入式CPU有廣泛的支持并量產，有很好的應用前景。它們的研制成功，配以嵌入式Linux操作系統，將有可能作為國產嵌入式系統的一種很好的選擇，可在信息終端、家用電器、工業控制、軍工裝備中應用，可以在IA領域用自己的核心技術有所作為！例如，基于方舟二號，外加Flash、SDRAM等幾個芯片即可構成工業以太網的節點控制器；美國的大量軍用計算機即采用MIPS芯片。
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