工控機(jī)總線技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
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CompactPCI所具有的開(kāi)放性、高可靠性、可熱插拔（Hot Swap），使該技術(shù)除了可以廣泛應(yīng)用在通訊、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)電話整和（Computer Telephony），也適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制（Real Time Machine Control）、產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（Real-Time Data Acquisition）、軍事系統(tǒng)等需要高速運(yùn)算、智能交通、航空航天、醫(yī)療器械、水利等模塊化及高可靠度、可長(zhǎng)期使用的應(yīng)用領(lǐng)域。
早在1995年，香港塞德公司將具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等優(yōu)勢(shì)的最新總線類產(chǎn)品Compact PCI推向中國(guó)市場(chǎng)，同時(shí)亦把美國(guó)PICMG協(xié)會(huì)的發(fā)展情況介紹到中國(guó)。我國(guó)工控界權(quán)威人士即達(dá)成共識(shí)：要跟蹤高科技，保持與世界工控產(chǎn)品的同步運(yùn)作，必須攜手聯(lián)合，優(yōu)勢(shì)疊加，共同研發(fā)，才能促進(jìn)Compact PCI在我國(guó)的發(fā)展，使Compact PCI成為我國(guó)工控界的共用資源。
一、 中國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)的發(fā)展
80年代初，我國(guó)在引進(jìn)、消化吸收的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，研制成功了STD總線工業(yè)計(jì)算機(jī)。STD工控機(jī)因具有靈活的組合方式、成本低、小板結(jié)構(gòu)及廣泛的兼容性等優(yōu)點(diǎn)，自1984年國(guó)內(nèi)開(kāi)始從事開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用以來(lái)，被廣泛地應(yīng)用于鋼鐵冶金、石油化工、機(jī)電成套設(shè)備、醫(yī)藥食品、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)爐窯等工業(yè)領(lǐng)域、以及軍工和科研設(shè)備中。STD工控機(jī)型號(hào)眾多，包括INTEL8088/80188、80286、80386、80486和NEC公司的V20、V40、V50等CPU類型的機(jī)型，其中以采用NEC公司V40芯片設(shè)計(jì)的V40系統(tǒng)最具代表性，該系統(tǒng)于1994年被率先成功地應(yīng)用于水輪發(fā)電機(jī)——變壓器組繼電保護(hù)、水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等電氣二次成套裝置中?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際商業(yè)運(yùn)行表明：STD工控系統(tǒng)較為穩(wěn)定，但其體系結(jié)構(gòu)仍存不足。
STD工控機(jī)的不足：
STD工控機(jī)板采用“金手指 ”拔插，間或造成印制板邊緣插頭近處銅箔斷裂或總線接觸不良。
模擬輸入測(cè)量線和I/O信號(hào)線采用前端扁平電纜連接使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性受到潛在威脅。
原類似STD5459型號(hào)的智能A/D采集板采集速度較慢；且板上四選一模擬開(kāi)關(guān)、采樣保持器軟故障偶有發(fā)生。
隨著WINDOWS窗口系統(tǒng)的使用習(xí)慣養(yǎng)成，用戶已明顯感覺(jué)到在LED方式下進(jìn)行參數(shù)整定相當(dāng)不方便，因?yàn)樾枰洃涍^(guò)多的功能鍵。
原STD工控機(jī)由于考慮到通用性和可擴(kuò)充性，造成許多系統(tǒng)“冗余” 、系統(tǒng)資源浪費(fèi)。
在90年代以后，由于STD工控機(jī)的不足，以及需要滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的高性能、高可靠、高可用的經(jīng)濟(jì)型工業(yè)計(jì)算機(jī)的需求，STD總線的工控機(jī)逐漸被淘汰。90年代采用ISA和PCI總線的IPC取代STD開(kāi)始得到應(yīng)用和普及。但由于IPC的板級(jí)互連結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，引起諸多不可靠因素，如散熱不合理、抗振動(dòng)和沖擊能力差、電磁兼容性等，從90年代末開(kāi)始，發(fā)展勢(shì)頭變慢，而且市場(chǎng)占有率開(kāi)始下降，逐漸退出高可靠性領(lǐng)域。
二、 CompactPCI技術(shù)
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，PCI總線以其優(yōu)越的電性能獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。同時(shí)利用PCI總線的電性能，結(jié)合不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了各種各樣的總線。
CPCI總線：將PCI總線與歐規(guī)卡的機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合，具有抗振性能好、高可用性等優(yōu)點(diǎn)，而且可以支持熱插拔(Hot Swap)、后走線(Rear IO)，目前在電信、軍工、交通等領(lǐng)域正在得到廣泛的應(yīng)用。
PXI總線：在CPCI基礎(chǔ)上加入同步時(shí)鐘、觸發(fā)等量測(cè)專用總線，在測(cè)量、控制領(lǐng)域正得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
PC104 Plus總線：將PCI總線與PC104板的機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合，具有效率高、維護(hù)量少、體積小型等特點(diǎn)，在各種嵌入式應(yīng)用中很受歡迎。
PCMCIA總線：常用于筆記本電腦。
PMC總線：配合CPCI總線在電信行業(yè)中使用。
CompactPCI技術(shù)是在PCI技術(shù)基礎(chǔ)之上經(jīng)過(guò)改造而成，具體有三個(gè)方面：
一是繼續(xù)采用PCI局部總線技術(shù)；二是拋棄IPC傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，改用經(jīng)過(guò)20年實(shí)踐檢驗(yàn)了的高可靠歐洲卡結(jié)構(gòu)，改善了散熱條件、提高了抗振動(dòng)沖擊能力、符合電磁兼容性要求；三是拋棄IPC的金手指式互連方式，改用2mm密度的針孔連接器，具有氣密性、防腐性，進(jìn)一步提高了可靠性，并增加了負(fù)載能力。
經(jīng)過(guò)改造的CompactPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。由于具有熱插拔和冗余設(shè)計(jì)能力，可以構(gòu)建高可用性系統(tǒng)，滿足電信、數(shù)字通信、軍事裝備以及其它高可靠領(lǐng)域的要求。目前CompactPCI技術(shù)是國(guó)際最先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)。 光電開(kāi)關(guān)相關(guān)文章:光電開(kāi)關(guān)原理
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