· Гибкость, модульность иопциональность сетевых, графических ресурсов и ресурсов памяти типа SDRAM иFLASH.
· Компоновка аппаратных ресурсоввычислительного, сетевого, графического и дискового узла по принципу: "всёнеобходимое на одной плате".
· Минимальное энергопотребление;
· Вибростойкая конструкция ивозможность реализации систем как в стандартном (0-700С), так и в расширенном(-400+850С) температурном диапазоне.
· Дизайн "минимальнойстоимости", использующий новейшие технологии производства печатных плат иавтоматизированной сборки.
· Использование недорогихполупроводниковых компонентов, с гарантией поставок не менее 5 лет отпредприятия-изготовителя.
На основе этих принципов компания INOVA производит дватипа 3U CompactPCI центральных host-процессора:
ICP-S86133 - недорогой модуль формата 3U длянизкопроизводительных встраиваемых систем контроллерного уровня на базеинтегрированных процессоров класса 586/133 МГц фирмы Tompson SGS-ST-PC. Можетиспользоваться в системах с расширенным (-400+850С) температурным диапазоном.
ICP-K233 - недорогой модуль формата 3U длясреднепроизводительных встраиваемых приложений на базе процессоров классаPentiumII младших версий (менее 300 МГц) и AMD K6/233-300 МГц.
Модули имеют одинаковые функциональные характеристики,за исключением чипа центрального процессора - используется одна и таже базоваяпроцессорная плата, что ведёт к унификации конструкции и снижению стоимостипроизводства.
ICP-Future - находящийся в стадии разработки модульформата 3U для высокопроизводительных встраиваемых промышленных приложений набазе процессоров AMD K7 (класса PentiumII более 300 МГц).
Очень важно подчеркнуть последний принцип дизайнапроцессорных модулей компании INOVA. Скажем, в отношении использования чиповцентральных процессоров, для того чтобы реально обеспечить срок гарантии 5 летдля промышленных контроллеров, минимальную стоимость и энергопотребление нарядус высокими (именно для встраиваемых систем) функциональными характеристиками,специалисты INOVA отказались от использования микропроцессоров Intel в пользуAMD и TOMPSON. Компания AMD гарантирует пятилетний срок поставки кристаллов AMDK6/233 МГц (ОЕМ-версия для встраиваемых приложений с низким уровнемэнергопотребления, выполненная по 0.25 мкм технологии с питанием 2.2 В (ядро) и3.3 В (система ввода/вывода)).
Процессор AMD K6(tm)/233 имеет примерно такую жепроизводительность, как Intel PentiumII/233, но он дешевле и, главное,обеспечивает меньшее энергопотребление и удобную конструкцию для встраиваемыхпромышленных приложений, где очень важно обеспечить приемлемые габариты, термои вибростойкость.
Теперь посмотрим, что значит новейший промышленныйCompactPCI-дизайн. Внешний вид 3U CompactPCI одноплатного компьютера ICP-K233показан на рис.1[1].На рис. 2 приведена общая структурная схема модулей ICP-K233 и ICP-S86133компании INOVA. Структурный дизайн компоновки показан на рис.3.
Все системы имеют Ethernet 100/10 BaseT/TX, PCI,работают с Serial USB + Firewire (IEEE1394, до 400 Mbit/s), обладают системойв/в PC/AT I/O COM1, COM2, LP, АТ Keyboard и Mouse, опционально на плате могутнести Fieldbus Profibus, CAN, LON, Interbus-S, DeviceNet и Asi.. ИнтерфейсSystem bus Interface для всех моделей - это CompactPCI, 32bit/33 MHz. Наработкана отказ (MTBF) составляет от 100 тыс. часов.
2.1 Смена поколений
Современный промышленный CompactPCI-дизайнориентирован, прежде всего, на "вымывание" устаревших промышленныхвстраиваемых технологий, основанных на шине ISA. В сущности, общая эволюциянастольных ПК и рабочих станций нашла отражение и в изменении промышленногодизайна. Именно шина ISA представляет собой один из самых древних барьеров напути эффективного использования современного программного обеспечения. Времясмены поколений действительно - на 3U CompactPCI платформе, при сходныхтребованиях к конфигурации, получаются вычислительныесетевые/графические/дисковые узлы как минимум в 50 раз более эффективные сточки зрения соотношения цена/производительность тех, что лежат в основеклассической ISA-шины, тем более ее 8-разрядного варианта.
Инымисловами, современный промышленный CompactPCI-дизайн, обеспечивая принципиальносравнимые абсолютные цены конечных решенийвычислительного/сетевого/графического ядра в аналогичных конфигурациях, посравнению с ISA-решениями для любого температурного диапазона (такими какклассический вариант стандарта PC-104 или ISA-вариации типа microPC отнезависимых производителей), даёт выигрыш, как минимум, в несколько десятковраз в относительной цене. Не говоря уже о преимуществе в объеме компоновки,удобстве эксплуатации и промышленной надежности наряду с долговременнойуверенностью вложения инвестиций в апробированный крупными производителяминовейший промышленный стандарт. Основные технические характеристикисуществующих и перспективных одноплатных 3U CompactPCI компьютеров/контроллеровкомпании INOVA сведены в Таблице 1, которая представлена в приложении 2.
Ситуация по сути дела схожа с той, когда вавтомагазине вам предлагают купить "Мерседес" или"Запорожец" за одни и те же деньги. Правда, в автомагазине вам этогореально никогда не предложат. А вот на компьютерном рынке такая ситуация сценами и функциональностью действительно возможна, именно благодаря новейшимдостижениям в области современного промышленного PCI-дизайна.
2.2 CompactPCI контроллерыINOVA - "среда обитания" Windows NT
РС/АТ-совместимые контроллеры компании INOVA Computersспособны работать с любым ПО разработанным для данной платформы. Это преждевсего ОС DOS, Windows 3.xx, Windows 95/98, WindowsCE, NT и соответствующий спектрпрограммного обеспечения над ними; ОС OS/2, UNIX, Solaris; коммерческиемногозадачные операционные системы реального времени типа VxWorks, OS9, QNX,LynxOS, OSE, pSOS+ и т.п.; некоммерческие операционные системы, оченьприличного качества, типа LINUX и др.
Тем не менее, несмотря на такой богатый выборвозможных программных платформ, CompactPCI контроллеры INOVA Computersспециально для работы с NT и, соответственно, WindowsCE как базовымиплатформами для реализации встраиваемого программного обеспечения. Еще недавноиспользование NT в этой области казалось нереальным из-за дороговизныоборудования, настороженного отношения к NT как таковой еще по целому рядупричин. Сегодня ситуация на рынке принципиально иная. В частности, стоимостьаппаратной платформы, способной обеспечить хорошую "среду обитания"для NT уже и во встраиваемых промышленных/коммуникационных приложениях,благодаря не в последнюю очередь PCI-дизайну, резко упала и уже никого непугает.
Кроме того NT стала привычной для всех, а сопутствующееей ПО признано лучшим даже компьютерными пиратами, продающими за гроши ееCD-ROM копии на каждом углу.
Профессиональные отечественные программисты старшегопоколения, переходящие сегодня на NT (Win32 API) решения, с удовольствиемвспоминают времена RT11/РАФОС и RSX-11M и вздрагивают при упоминании о MS DOS.Новое поколение знает MS DOS только понаслышке. Им повезло... Еще большеповезло тем, кто с MS DOS в профессиональной деятельности по разным причинам нестолкнулся вовсе (и уж абсолютными счастливчиками я бы назвал тех, кто работаетисключительно с ОС UNIX).
Малогабаритные 3U CompactPCI контроллеры компанииINOVA Computers являются оптимальной средой для использования NT длявстраиваемых приложений. Не вдаваясь в технические подробности, определим основныевозможности применения NT во встроенных промышленных/коммуникационных системахс использованием CompactPCI контроллеров INOVA Computers:
· NT "сама по себе".Используется в дисковых конфигурациях для создания надежных встраиваемых систем"компьютерного" уровня нереального или мягкого реального времени, споддержкой графики, сетей, клавиатуры и объектного ввода/вывода (УСО);
· NT, скомпонованная для работы вбездисковых конфигурациях (загружается из наплатного FLASH-диска, CD-ROM иличерез сеть) для встраиваемых приложений "контроллерного" уровнямягкого реального времени, с поддержкой (или без поддержки) графическогоконтроллера и клавиатуры; удобна для разработки высоконадежных удаленныхсетевых или "stand alone" контроллеров общего назначения;
· NT с расширениями реальноговремени типа RTX (Real Time eXtension) компаний VenturCom или LP Elektronik.Расширения реального времени и компонующий NT инструментарий производстваVenturCom позволяют разрабатывать детерминированные многозадачные встраиваемыеприложения жесткого реального времени как в дисковых, так и в бездисковыхконфигурациях, обеспечивают простой доступ к железу "напрямую",устраняют "файл подкачки", резко сокращают скорость загрузки, решаютпроблему "голубого экрана" NT и др. Очень удобное решение длясоздания высоконадёжных сетевых или "stand alone" промышленныхконтроллеров реального времени с поддержкой локальных графических функций (илибез нее).
Богатые возможности предоставляет проектировщикамвстраиваемых систем использование WindowsCE компании VenturCom с расширениямиреального времени (или без них), в зависимости от класса решаемых задач.
Для разработчиков систем, требующих максимальножесткого детерминизма можно по прежнему рекомендовать использование системVxWorks, OS9, QNX., LynxOS, pSOS+ и т.п. Если же для реализации системыреального времени, особенно с точки зрения организации ввода/вывода,архитектурных возможностей PCI-шины недостаточно, следует перейти на поискрешения на платформе VMEbus.
2.3 Некоторые типовыеконфигурации
Ограниченный объем статьи не позволяет подробнорассмотреть различные варианты типовых промышленных конфигураций сиспользованием CompactPCI контроллеров INOVA Computers. Перечислим лишьнекоторые из них:
· Типовой надежный, малогабаритныйкомпьютер, выполняющий все возможные функции промышленного ПК: обеспечиваеткачественный человеко-машинный интерфейс с оператором и служит для доступа кискальной сети и корпоративным архивам. Идеальный встраиваемый вариант дляэффективной поддержки WindowsNT SCADA-систем типа InTOUCH 7.0, FIX, ТРЭЙС МОУДи т.п. Можно создать даже встроенный вариант NT SQL-сервера.