VME, CompactPCI, VPX: quale bus per un sistema qualificato

Sono tre generazioni, non tre alternative: chi sceglie oggi sceglie quasi sempre un ciclo di vita, non una banda passante. E in VPX il connettore senza il profilo non decide nulla.

Architetture30 luglio 20264 min di lettura

Tre generazioni, non tre alternative

Il modulare in formato Eurocard ha attraversato tre stagioni tecnologiche, e tutte e tre sono ancora in produzione. Questo è il punto che disorienta chi arriva da fuori: non c'è una versione «vecchia» da evitare, ci sono tre risposte a problemi che convivono.

Il bus paralleloVMEbus — è la prima: un bus condiviso, deterministico, con quarant'anni di installato dietro. Il bus parallelo su PCICompactPCI — porta nella meccanica Eurocard l'ecosistema PCI, con l'hot swap e la disponibilità dei chipset di mercato. Il fabric seriale commutatoVPX, con la sua matrice punto-punto e il connettore ad alta velocità — è la risposta al momento in cui il collo di bottiglia non è più il calcolo ma lo spostamento dei dati fra le schede.

In mezzo, il CompactPCI Serial fa alla seconda famiglia ciò che VPX ha fatto alla prima: mantiene meccanica e alimentazione e sostituisce il bus con collegamenti seriali.

La domanda vera non è la banda: è il ciclo di vita

Nella maggior parte dei progetti qualificati la scelta del bus non nasce da un confronto di prestazioni. Nasce da un vincolo esterno: c'è già una flotta, c'è un cassetto, c'è un backplane, c'è un software validato che gira da anni. Un programma difesa o ferroviario vive due o tre decenni, e la sostituzione di una scheda dev'essere una sostituzione, non un progetto nuovo.

È il motivo per cui il VME non è archeologia: è manutenzione di sistemi in servizio. E quando si parte davvero da zero — nuova piattaforma, nuovi requisiti di banda, sensori che producono più dati di quanti il bus parallelo ne possa spostare — la domanda diventa un'altra, e la risposta di solito è VPX.

La domanda utile, quindi, si formula così: sto sostituendo dentro un sistema che esiste, o sto definendo un sistema che durerà vent'anni? Le due strade non si incontrano quasi mai.

In VPX il connettore non basta: serve il profilo

Questo è l'errore che costa più tempo. VITA 46 definisce meccanica e connettore; da sola non dice quale segnale passa su quale piedino. È OpenVPX (VITA 65) a definire i profili — di modulo, di slot, di backplane — cioè l'accordo che rende due schede di due costruttori diversi effettivamente interoperabili.

Due schede «VPX 3U» senza profili compatibili sono due promesse meccaniche. Il profilo va nel capitolato accanto al form factor, sempre. Su questa strada, SOSA fa un passo ulteriore: seleziona e allinea un sottoinsieme di profili per rendere i sottosistemi davvero sostituibili fra fornitori.

Alla stessa famiglia appartiene VITA 62, che standardizza i moduli di alimentazione: un alimentatore conforme si sostituisce senza rifare il cassetto — e in un sistema qualificato l'alimentazione è la parte che invecchia prima.

Il raffreddamento fa parte della scelta

Nel modulare il raffreddamento non è un accessorio: è una classe della scheda. Una scheda ad aria e una a conduzione hanno la stessa funzione e non sono lo stesso prodotto — cambia il telaio, cambia il contatto termico con le guide, cambia il limite di potenza dissipabile. In ambiente chiuso, sigillato o soggetto a polvere e sabbia, la conduzione non è una preferenza: è l'unica strada.

La verifica va fatta presto, perché il raffreddamento vincola a valle la meccanica del cassetto e a monte la CPU che ci si può mettere.

Le mezzanine, per non rifare la scheda

Quando manca una funzione — un'interfaccia, un FPGA, un canale di acquisizione — non sempre serve una scheda nuova: le mezzanine si montano su una carrier e la aggiungono. PMC e XMC (VITA 42/61) sono le due generazioni, parallela e seriale, dello stesso mestiere. A catalogo sono fra le voci più numerose dell'intera area schede, e spesso sono la via più corta fra un requisito e un sistema che già esiste.

Sul versante telecom e ricerca la stessa idea prende il nome di MicroTCA e dei suoi moduli AMC, con una disciplina di gestione e ridondanza pensata per gli apparati sempre accesi.

La tavola qui sotto conta le referenze per standard dichiarato, in tempo reale. Serve a due cose: dare la misura reale di ogni famiglia — quanto è viva, non quanto se ne parla — e portare direttamente alla categoria che ne contiene di più, già filtrata.

Ogni riga ha poi la sua guida dedicata, con la storia dello standard, gli enti che lo governano e il perimetro di catalogo. Sono il posto giusto dove continuare quando la famiglia è decisa.

I conteggi misurano ciò che è pubblicato online, non il perimetro di ciò che trattiamo: sul modulare qualificato una parte del catalogo si configura su specifica e non passa da una pagina.

Conteggi vivi per standard dichiarato: la misura di quanto una famiglia è viva, non di quanto se ne parla.

RequisitoChe cosa diceReferenzeDove vederle
VPX (VITA 46)Fabric seriale commutato: meccanica e connettore. Senza profilo non c'è interoperabilità.70OpenVPX e SOSA
OpenVPX (VITA 65)I profili di modulo, slot e backplane: l'accordo che rende sostituibili due schede di costruttori diversi.47OpenVPX e SOSA
VMEbusBus parallelo deterministico: quarant'anni di installato, e sistemi in servizio da mantenere.29VME e VXS
CompactPCIL'ecosistema PCI in meccanica Eurocard, con hot swap: 3U e 6U convivono nello stesso catalogo.2Alimentatori (Power Supply)
CompactPCI Serial (CPCI-S.0)Stessa meccanica, bus sostituito da collegamenti seriali: l'aggiornamento senza cambiare cassetto.32CompactPCI Serial
PMCMezzanine parallela: aggiunge una funzione alla carrier senza riprogettare la scheda.69Moduli Mezzanine
XMC (VITA 42/61)La generazione seriale della mezzanine: la stessa idea con la banda del fabric.68Moduli Mezzanine
VITA 62 — alimentazione modulareAlimentatori sostituibili senza rifare il cassetto: in un sistema qualificato è la parte che invecchia prima.Non ancora a catalogo

Referenze vere, con gli standard che il catalogo riconosce a ciascuna.

70 referenze a catalogo

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