工控機總線——STD總線、AT96總線、VME總線

　　STD總線在1978年最早由Pro-Log公司作為工業(yè)標(biāo)準發(fā)明的，由STDGM制定為STD80規(guī)范，隨后被批準為國際標(biāo)準lEEE961 0 STD80IMPX作為STD80追加標(biāo)準，支持多主(Multi-Master)系統(tǒng)。STD總線工控機是工業(yè)型計算機， STD總線的16位總線性能滿足嵌入式和實 時性應(yīng)用要求，特別是它的小板尺寸、垂直放置無源背板的直插式結(jié)構(gòu)、豐富的工業(yè)νoOEM模板、低成本、低功耗、擴展的溫度范圍、可靠性和良好的可維護性設(shè)計，使其在空間 和功耗受到嚴格限制的、可靠性要求較高的工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

　　STD總線工控機采用單片計算機(Computer-on-a-Chip)技術(shù)，可以繼續(xù)提升All-In-One CPU板的性能，而不受小板尺寸限制。

　　自從1978年STD總線問世以來， STD總線工控機已經(jīng)被證明是工業(yè)控制實現(xiàn)的主力軍。

　　隨著技術(shù)的進步，原來被工業(yè)用戶所認同STD80標(biāo)準已經(jīng)難以滿足要求。1991年9月，STD32MG公布STD32規(guī)范1.0版。STD32具有32位數(shù)據(jù)寬度，32位尋址能力，是工業(yè)型的高端計算機。STD32總線兼容STD80規(guī)范，產(chǎn)品可以互操作。

　　眾所周知，總線的力量不在于其理論上多么先進，而在于為這種總線研制的OEM模板的數(shù)量和種類的豐富程度。STD32總線工控機由眾多的OEM制造商支持，既可以采用已經(jīng)投放市場的豐富的STD總線νo模板，又可以采用由STD32產(chǎn)品制造商不斷推向市場的STD32總線I/O模板，以及其他與PC兼容的資源，組成工業(yè)控制系統(tǒng)。STD32總線支持熱切換和多主系統(tǒng)，滿足工業(yè)控制冗余設(shè)計要求。

　　STD32總線在保留簡單控制總線特點的同時，采用了今天的先進技術(shù)設(shè)計OEM產(chǎn)品，如80486和Pentium系列處理器技術(shù)。

　　現(xiàn)場實際商業(yè)運行表明: STD工控系統(tǒng)較為穩(wěn)定，但其體系結(jié)構(gòu)仍存在不足。STD工控機板采用"金手指"拔插，間或造成印制板邊緣插頭近處銅錨斷裂或總線接觸不良。模擬輸入測量線和I/O信號線采用前端扁平電纜連接，使整個系統(tǒng)運行的可靠性受到潛在威脅。

　　2. AT96總線

　　為了將ISA總線PC機應(yīng)用在惡劣的工業(yè)環(huán)境中， 1994年由德國SIEMENS公司發(fā)起制定了AT96總線歐洲卡標(biāo)準(IEEE996)，并在歐洲得到了推廣應(yīng)用。AT96總線=ISA總線電氣規(guī)范斗96芯針孔連接器+歐洲卡規(guī)范(IEC297莊田E 1011.1) 0 AT96總線工控機消除了模板之間的邊緣金手指連接，具有抗強震動和沖擊能力;其16位數(shù)據(jù)總線、24位尋址能力、高可靠性和良好的可維護性，更適合在惡劣工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。在國外， AT96總線工控機較齊全，有80386、80486產(chǎn)品，也有Pentium系列產(chǎn)品，支持高速Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口。北京康拓公司采用 AT96總線研制的新一代嵌入式APCI5刪系列工控機，同時支持AT96總線和Co呻act PCI總 線，使得在AT96總線工控機上可以同時插入標(biāo)準AT96總線和CPCI總線模板，滿足嵌入式實時工業(yè)控制系統(tǒng)對不同性能工控機的需要。如APCI5094工控機， 486DX4 (66 ~ 133MHz)CPU， AT96和CPCI總線，取消金手指和扁平電纜連接器，現(xiàn)場I/O信號通過彈性連接從后側(cè) 服務(wù)到端口，具有高性能和高可靠性，可以在運動目標(biāo)上使用。

　　3. VME總線

　　VME總線工控機一直是許多嵌入式工業(yè)應(yīng)用的首選機型。1981年， Mostek、Motorola以 及Philip和Signetics公司發(fā)明了VME總線，從此VME總線工控機在圖像處理、工業(yè)控制、實時處理和軍事通信中得到了廣泛應(yīng)用。1987年， VME總線被批準為國際標(biāo)準IEEE 1014-1987。VME總線接口為2個96芯的針孔連接器PI和P2(6U歐洲卡)，其中凹的外側(cè)兩排針由用戶 自定義，以滿足用戶的特殊要求。VME總線的數(shù)據(jù)寬度為32位，最大總線速率是40MB/s。

　　1996年的新標(biāo)準VM日4 (ANSWITAl-1994)將總線數(shù)據(jù)寬度提升到64位，最大數(shù)據(jù)傳 輸速率為80MB/so由FORCE COMPUTERS制定的VM面也總線規(guī)范將總線速率提高到了320MB/s。

　　VME總線工控機是實時控制平臺，大多數(shù)運行的是實時操作系統(tǒng)，如UNIX、VxWorks、 PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VME也C，由OS制造商提供專用的軟件開發(fā)工具開發(fā)應(yīng) 用程序。

　　VME總線OEM產(chǎn)品由眾多的制造商支持，主要采用Motorola公司的68K系列微處理器， 如25Mt33M的68060?，F(xiàn)在越來越多的VME總線SBC的制造商開始采用Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的微處理器。

　　從VXI總線和VME總線工控機運行的操作系統(tǒng)可以看出: VXI總線工控機制造商希望兼容主流計算機市場提供的豐富而廉價的應(yīng)用軟件開發(fā)工具包、外設(shè)和驅(qū)動軟件，而VME總線只能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的專用開發(fā)環(huán)境和外設(shè)工作。