PC104主板,用于小型设计的PC104的过去、现在和未来

PC104已经存在30多年了。很长一段时间,甚至对于嵌入式系统。尽管年代久远,但对于嵌入式系统来说,它仍然是一个可行且重要的架构。

PC104,或之前的PC/104,已经以某种形式存在了30多年。即使对于嵌入式系统,这很长时间了。尽管年代久远,但对于嵌入式系统来说,它仍然是一个可行且重要的架构。这个规范定义了一个可堆叠的架构,也就是说,板实际上是堆叠在彼此的顶部以增加功能。

典型的堆叠可能包含CPU板、电源板和一个或多个用于特定目的的外围板。这种板可从许多供应商处获得。如果需要特殊功能,很多OEM厂商会自己设计外设板。

该规范最初是由PC/104联盟开发的,并随着时间的推移不断得到发展,以跟上最新的可用技术。它定义了总体尺寸、使用的总线和引脚。此类产品适用于强大的工业和军事应用。最初定义了两个版本,一个是8位,另一个是16位。后者更受欢迎,包含104个引脚。因此,104 。其尺寸为3.550 x 3.775英寸或90 x 96 mm,为寻求降低SWaP(尺寸、重量和功耗)的OEM厂商提供了很好的选择。

最初,大多数可用的CPU板基于X86架构和ISA总线。现在很多供应商都提供了大量基于Arm的CPU板。基于DOS或Windows的操作系统(OS)用于运行。今天,我们看到PC104运行所有版本的Linux和实时操作系统。后来的标准,如EBX和EPIC,允许使用更大的CPU板,但包含一个PC104连接器,允许使用标准的I/O板。

赢 PCM-C418 SBC专为PC104的外形设计。由于DMP Vortex86DX3 SoC处理器,它提供了低功耗规格。

ISA实现仍然得到广泛支持。已经进行了一些改变,部分是为了保持与现有电路板的向后兼容性,部分是为了允许使用当前的技术。例如,WINSYSTEMS PCM-C418单板计算机(SBC)适用于PC104,搭载最新一代DMP Vortex86DX3 SoC处理器。SBC将充足的内存(2 GB DDR3-LV焊接和1 MB电池支持SRAM)与小尺寸、低功耗、鲁棒设计和扩展的工作温度范围相结合,适合工业控制、运输、Mil/COTS和能源应用。

当需要更高性能的PC104时,PC104-Plus体系结构应运而生。该版本增加了32位PCI连接,为OEM提供更高的速度,同时保持与现有主板的向后兼容。其次是PCI-104规范,本质上是没有PC104 ISA连接器的PC104-Plus。PCI-104兼容产品仍然可用。然而,他们需要使用PCIe到PCI桥。

展望未来,PCIe/104将增加PCI Express信号。起初,该规范主要针对高性能CPU,现在称为PCIe/104 1型规范。它允许三组高速连接器上的x16 PCIe通道。也可以包括PCI-104连接器。该规范的未来版本(类型2)允许其他类型的I/O,因此设计人员可以在CPU性能图表上上下移动。这可能是PC104上PCI Express最常用的标准。

即使使用Type 2引脚,许多CPU也无法使用完整的三组高速连接器。因此,PC104联盟批准了类型3(单排)连接器选项。OneBank支持Type 2引脚上第一个Bank的信号,减少了其余两个bank的填充,其中大部分是未使用的I/O。这节省了PCIe/104 CPU的空间,允许增加功能或降低成本。

在WINSYSTEMS PX1-C415 SBC中可以看到OneBank架构的一个很好的例子。它使用英特尔 Atom E3900系列SoC处理器。由于OneBank的扩展,它可以作为一个独立的SBC运行(没有载板)。该规范的向后兼容性允许使用大量扩展模块,同时仍然保持紧凑和坚固的外形。如果需要,OEM可以自行设计模块。

审计郭婷