嵌入系統標準：避免追求高性能而產生的問題
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嵌入系統標準：避免追求高性能而產生的問題 | ||
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電路板制造商正在升級自己的產品，為的是打入高性能嵌入系統市場。 中小型公司為 COTS 行業提供了大部分機箱、電源、底板和插件板。據Tek 微系統公司首席執行官 Andrew Reddig 說，“大約 70 家供應商競爭COTS電路板業務。在這70家供應商中，只有約 10 家的年銷售額超過 2500 萬美元。” 雖然嵌入系統市場很小，但金融分析師們預計該市場在不久的將來會得到增長。CIBC公司的資深分析師 Jeff Berson 預言：“嵌入系統市場會繼續發展，增加投資機會。盡管該市場很小，但在華爾街看來，卻極具吸引力，投資者如能及早參與成長周期，都將會從中獲益。” 一個典型的嵌入系統項目可能包括一個現成的底板、處理器以及用戶接口部分，并可能將定制設計工作減少到幾乎沒有硬件設計和專用軟件。基于各種標準的設計可使用兼容的操作系統以及供應商提供的驅動程序和固件樣品，從而也可減少軟件開發工作。有了電路板級標準，也就不需要實現最佳冷卻性能與機械對準所必需的反復試驗反復設計。 為了利用現成技術獲得最大好處，許多制造商將他們高性能的嵌入系統建立在大眾化的 COTS電路板體系結構上，如 PCI、VME、CompactPCI 和 AdvancedTCA 標準。這些開放標準概括了電路板和機箱的基本特性，以及可供選擇的擴充功能，用以滿足某些工業、醫療、電信、軍用以及消費類應用系統的特定性能或可靠性需求。盡管在其基本配置中，這些規范大多使用具有固有帶寬和升級限制的傳統共享總線技術，但明智的升級與功能擴充卻能提供先進的性能。對于高性能應用系統來說，各種標準現在都能提供某種形式的交換式體系結構，不存在與多點總線方案有關的種種問題。有了這種體系結構，電腦節點間的高速點對點路徑就可以動態變化，支持多個并行的數據傳輸。一個先進的交換結構系統還可以使信號路由繞過故障路徑或節點，從而提高系統的可用性。 除了需要提高交換結構數據處理能力以外，高性能系統還需要在其它領域內進行規范擴充。電路板尺寸是一個良好的例子。盡管硅片設計師正在把更多功能塞到較小的空間內，但人們要求增加某些應用系統的復雜性和冗余度，這就要關注電路板面積。最流行的 VME 和 CompactPCI 電路板尺寸一直是 6U。但是，最新的電路板標準，即 AdvancedTCA， 具有 8U 的形狀系數，元件面積增加一倍以上。元件密度增加和電路板尺寸加大也會造成冷卻問題和配電問題。VME 與 CompactPCI 采用的 0.8 英寸電路板間距，使每塊電路板的功耗上限在強制冷卻情況下不可超過50W。但現在有些傳導冷卻和液冷方案擴大了這一功耗范圍。AdvancedTCA 在風冷情況下的功耗為每個插槽 200W。在高性能系統的底板功耗有可能接近 3 kW的情況下，傳統電源電壓（如 5V 或 3.3V，而電流為600A ～ 1000A）的分配就不切實際了。AdvancedTCA 規定，雙 -48V 直流電源直接為每個插槽饋電再由 DC/DC 轉換器提供局部的邏輯電平電壓。 |
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