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L'architettura CompactPCI Serial, spiegata

PICMG CPCI-S.0: il CompactPCI che abbandona il bus parallelo per le connessioni seriali punto-punto — PCI Express, SATA, USB, Ethernet — sulla collaudata meccanica 19″. Qui trovi lo standard, la topologia e il catalogo.

Cos'è CompactPCI Serial: la stella senza switch

CompactPCI Serial aggiorna l'architettura CompactPCI con interconnessioni seriali ad alta velocità: in configurazione a stella un system slot serve fino a 8 schede periferiche senza bridge né switch.

Il system slot — di norma una single board computer completa — mette a disposizione 8 link PCI Express, 8 SATA/SAS, 8 USB 2.0/3.0 e 8 interfacce Ethernet, più i segnali di gestione. L'Ethernet è normalmente configurata full mesh: la piedinatura di system e peripheral slot è congruente, così una scheda di sistema può innestarsi in qualunque slot periferico e fare multiprocessing simmetrico fino a 9 CPU — senza bridge e senza backplane speciali. Per i sistemi ridondati e safety critical del mil/aero, dei trasporti e del medicale.

Adottata dal PICMG come CPCI-S.0 nel marzo 2011, la specifica conserva la meccanica 19″ della famiglia IEC 1101 — la stessa di CompactPCI e VME — e l'hot swap. Il nuovo connettore ad alta densità arriva a 184 coppie di pin sul 3U con frequenze di trasmissione di 12 Gb/s: i pin liberi diventano rear I/O personalizzato sulle schede periferiche.

Schema a ventaglio: dal system slot CompactPCI Serial parte un collegamento verso ognuna delle otto schede periferiche, collegate anche fra loro
La topologia in uno schema: dal system slot, a sinistra, un collegamento punto-punto raggiunge ognuna delle otto schede periferiche, e ognuna porta il proprio I/O. Il fascio di linee che unisce i periferici fra loro è la maglia Ethernet full mesh. In mezzo non c'è nessuno switch e nessun bus condiviso.

Il servizio: piattaforme e microrack custom Come lavora l'ufficio tecnico

Che cosa dice la specifica

I tre pilastri, voce per voce

La stella, il connettore e la parentela con la famiglia parallela.3 voci

CPCI-S.0

La specifica base · PICMG 2011

Un system slot, fino a otto periferici, pin assignment congruente e slot con pari priorità: PCI Express, SATA/SAS e USB in stella, Ethernet full mesh. Due slot periferici godono di link PCIe a 8 lane (fat pipe).

AirMax

Il connettore ad alta densità

Sviluppato per gli ambienti gravosi: fino a 184 coppie sul 3U, 12 Gb/s e oltre. Rispetto al CompactPCI, spina e presa sono scambiate — la presa sta sul backplane, come nel VME: i pin storti sul backplane diventano un ricordo, e la parete trasversale impedisce l'innesto in uno slot CompactPCI classico.

IEC 1101

La meccanica che non cambia

Il 19″ collaudato da CompactPCI e VME: card cage, guide, frontalini, pitch 4HP. La transizione dal parallelo passa da PICMG 2.30 PlusIO, che anticipa le stesse interfacce seriali sul connettore J2.

Le interfacce, in tavola

Cosa esce dal system slot e cosa arriva a ogni periferico.1 tavole

System slot e peripheral slot

Dalla tavola della specifica.

InterfacciaSystem slotPeripheral slot
PCI Express6 link x4 + 2 link x8 (fat pipe)1 link, fino a x8
SATA/SAS8 canali1 canale
USB 2.08 canali1 canale
USB 3.08 canali1 canale
Ethernet 10GBASE-T8 canalifino a 8 canali (full mesh)
Diagramma PICMG dell'evoluzione da CompactPCI parallelo a ibrido a seriale, con la banda che cresce
La strada dal parallelo al seriale, come la racconta il PICMG. Nel CompactPCI il bus PCI a 32 e 64 bit è tutto; nella fase ibrida convive prima con due canali Gigabit Ethernet (2.16), poi col PCI Express della 2.30 PlusIO; nel CPCI-S.0 resta solo come riquadro tratteggiato — un'eredità — accanto a sei link PCIe x4, due x8 fino alla Gen 3 e fino a dieci canali Gigabit Ethernet. La freccia in alto misura il salto: dai 2 Gb/s del PCI a 64 bit ai 600 Gb/s dichiarati per il seriale.
Due connettori a confronto sul bordo di due schede: a sinistra i campi di pin dorati, a destra il corpo con i contatti femmina e la guida centrale
Lo scambio fra spina e presa, in fotografia. La scheda CompactPCI Serial porta i campi di pin dorati (a sinistra) e la presa passa al backplane; nel CompactPCI classico è la scheda a portare il corpo con i contatti femmina e la guida centrale (a destra), e i pin stanno sul backplane. È anche la ragione per cui una scheda della famiglia sbagliata non entra nello slot.
ADLINK cPCI-A3H20/M

CompactPCI Serial

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Dove lavora CompactPCI Serial

I sistemi ridondati e safety critical citati dalla specifica: trasporti, medicale, industria.

Trasporti e ferroviario

Bordo treno, segnalamento e veicoli.

Automazione industriale

Controllo di linea, celle robotizzate e HMI a bordo macchina.

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mercati serviti

Aerospazio e difesa, trasporti e ferroviario, automazione industriale: applicazioni, referenze e qualifiche.

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Le architetture vicine

Da dove viene e con chi confina: le pagine per confrontare.

CompactPCIIl PCI sull'Eurocard: connettori 2 mm, hot swap, famiglia 2.x.VPX e OpenVPXIl rugged ad alta banda: VITA 46, 48 e 65, dal connettore ai profili.PXI e PXI ExpressIl CompactPCI della misura: trigger bus, clock comune, PXIe.
La sede GOMA di Torino al tramonto: la pensilina rossa sull'ingresso, la facciata vetrata e l'insegna GOMA ELETTRONICA

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