Rozbudowa magistrali Compact PCI Serial w oparciu o rozwiązania firmy nVent Schroff

Nową wersję specyfikacji Compact PCI Serial ratyfikowano w 2013 roku. Aktualizacja zawiera obecnie modyfikacje i rozszerzenia funkcjonalności, które powinny zostać zaimplementowane w nowych urządzeniach komputerowych. Firma nVent Schroff, jako pionier w środowisku Compact PCI Serial, rozszerzyła rodzinę tych produktów, aby zaspokoić wszystkie potrzeby i możliwości użyteczności w ramach tego nowego standardu.

Kiedy w 1995 roku po raz pierwszy wprowadzono Compact PCI, podstawowa magistrala PCI była standardową strukturą magistrali dla komputerów PC i stanowiła podstawę dla wszystkich producentów układów scalonych. Kompatybilność z istniejącym światem PC pomogła Compact PCI stać się uznanym standardem, oferującym skalowalną, elastyczną i efektywną kosztowo platformę dla wszelkiego rodzaju aplikacji przemysłowych, takich jak kolej, energetyka, medycyna, branża naftowa i gazowa , czy aplikacje testowania i pomiarów. Ze względu na rozwój technologii PC, specyfikację Compact PCI również należało uaktualnić. Przetwarzanie danych z większą szybkością wymagało interfejsów szeregowych jak Ethernet, SATA czy USB. Ponieważ wiele urządzeń peryferyjnych, takich jak dyski twarde, jest obecnie dostępnych z interfejsem szeregowym, a nie z interfejsem równoległym. Napędzany przez ten rozwój PICMG wprowadził standard CompactPCI Serial, który opublikowano w marcu 2011 roku. Compact PCI Serial (CPCI.S-0) jako następca Compact PCI oferuje wiele nowych funkcji jednocześnie zachowując kompatybilność wsteczną z CPCI.

COMPACT PCI PLUSIO WSPIERA MIGRACJĘ CPCI SERIAL DO ISTNIEJĄCYCH PLATFORM
Compact PCI PlusIO (PICMG 2.30) jest wstecznie kompatybilny z Compact PCI (PICMG 2.0). Oferuje modularność, wytrzymałość i ekonomiczność Compact PCI, dodając szybki, szeregowy transfer danych w tym samym środowisku mechaniki 19″. Przykładowo, liczba pinów złącza J2 dla 32-bitowych gniazd systemowych pozwala na wyprowadzenie na magistrali 4 złączy PCI Express x1, 4 interfejsów SATA, 4 portów USB 2.0, a także 2 interfejsów Ethernet 1000BaseT.
Compact PCI Serial oferuje wszystkie protokoły szeregowe znane na rynku konsumenckim, jak USB dla urządzeń peryferyjnych, w tym urządzeń wejścia i wyjścia, modułów komunikacyjnych lub poszerzenia ilości dostępnej pamięci. Wewnętrzny dysk twardy można podłączyć bezpośrednio do procesora za pośrednictwem SATA. Do wymiany danych można wtedy wykorzystać PCIe Gen 3.0 i Ethernet 10GB BaseT, które zapewniają znacznie zwiększoną przepustowość.
Tak wysoka szybkość przesyłania danych czyni tę platformę predestynowaną do wysokowydajnej komunikacji, takiej jak przesyłanie, przetwarzanie obrazu czy gromadzenie danych. Dzięki nowym protokołom szeregowym przydatna jest funkcja Hot Plugging, która umożliwia użytkownikowi wymianę niektórych płytek nawet podczas pracy. Funkcja ta znacznie zwiększa możliwości serwisowania systemu. Dyski twarde, karty komunikacji bezprzewodowej, a nawet płyty procesorowe można wymieniać bez uszkadzania urządzenia i zakłócania działania systemu.

NOWA REWIZJA USUWA OSTATNIE OGRANICZENIA STANDARDU SZEREGOWEGO COMPACT PCI
W celu wdrożenia kolejnych funkcji do standardu CPCI.S-0, PICMG udostępnił specyfikację do rewizji w 2013 roku. Jedną znaczącą zmianą była konfiguracja magistrali. W pierwotnie ratyfikowanej specyfikacji gniazdo systemowe znajdowało się tylko po lewej stronie. Niektóre aplikacje wymagają jednak gniazda systemowego również po prawej stronie. Kolejna zmiana dotyczyła rozmieszczenia styków złącza P6. Użytkownicy często potrzebują, aby ich interfejsy umieszczać na tylnej ściance systemu.
Sygnały we/wy, takie jak DVI, USB lub Ethernet, muszą być poprowadzone bezpośrednio przez złącze do panelu tylnego. Jednak w oryginalnej specyfikacji złącze P6 było zajęte przez Ethernet, które miało być poprowadzone przez magistralę. Zgodnie z nową wersją specyfikacji możliwe są oba układy styków. Dzięki protokołom szeregowym, które zapewniają wysoką szybkość przesyłania danych, funkcję Hot Plugging i kompatybilność wsteczną, Compact PCI Serial jest platformą dla dość szerokiego zakresu możliwych zastosowań. Technologia ta może być zastosowana nawet w urządzeniach przystosowanych do pracy w trudnych warunkach oraz z chłodzeniem wodnym, co sprawia, że standard ten można stosować w niemal każdym zastosowaniu przemysłowym.
nVent jest częścią ponad 30 producentów należących do grupy roboczej PICMG. I odgrywa znaczącą rolę w definiowaniu i wdrażaniu nowych specyfikacji. Dzięki temu nVent był jedną z pierwszych firm oferujących szeregowe magistrale Compact PCI, zasilacze i obudowy.

NOWY SYSTEM SCHROFF ZGODNY Z NOWĄ SPECYFIKACJĄ

Ratyfikacja poprawionej specyfikacji PICMG CPCI.S-0 skłoniła nVent do rozszerzenia oferty produktów poprzez wprowadzenie nowego systemu 4U CPCI Serial System o szerokości 84HP i dużych możliwościach konfiguracji. Modułowa konstrukcja tej rodziny gwarantuje skalowalność, która umożliwia indywidualne łatwe konfigurowanie systemu, dostosowując go do potrzeb użytkownika. Konfiguracja najczęściej rozpoczyna się od zdefiniowania magistrali. nVent oferuje wszystkie możliwe typy magistrali CPCI Serial z jednym do dziewięciu gniazd, różne topologie Ethernet (Full mesh lub Single Star), gniazdo systemowe po lewej lub prawej stronie i wreszcie, z tylnymi wejściami/wyjściami lub bez nich. Jak opisano wcześniej, SCHROFF oferuje także dwa różne układy pinów dla złącza P6. Złącze to można użyć do przesyłania sygnałów Ethernet na magistrali lub bez połączenia z magistralą, do bezpośredniego przekierowania sygnału do tylnego gniazda We/Wy. Compact PCI Serial

Rodzina magistrali SCHROFF oferuje bardzo dużą liczbę różnych kombinacji. Złącze do podłączanego zasilania może być zintegrowane z magistralą lub połączone z płytą adaptera zasilania z napięciem 12 V. Dzięki dostępnej przestrzeni w obudowie 19″ użytkownik może zainstalować dodatkowe zasilacze w celu zapewnienia redundancji zasilania lub nawet zrealizować kilka niezależnych systemów CPCI Serial w jednej obudowie.

NADMIAROWOŚĆ ZAPEWNIAJĄCA NIEPRZERWANE ZASILANIE
Kolejnym bardzo ważnym elementem infrastruktury jest odpowiednie zasilanie. Każda aplikacja ma określone wymagania dotyczące zasilania. Wtykowe zasilacze nVent są elastyczne dla wielu warunków pracy. Nadają się do pracy w rozszerzonych temperaturach od -40°C do +70°C przy pełnej mocy znamionowej. Aktywny podział prądu obsługuje redundancję N+1 i umożliwia podział poboru mocy między maksymalnie cztery zasilacze. Umożliwia to wymianę podczas pracy w trybie hot-swap. Zasilacz AC ma szeroki zakres napięcia wejściowego 90-264 VAC i zapewnia 12 V na wyjściu i 5 V w trybie gotowości, zgodnie ze specyfikacją Compact PCI®.

Zamiast jednostki wpinanej użytkownik może preferować zasilacz typu open frame, który zwykle zapewnia wyższą moc wyjściową. Dzięki różnym konfiguracjom nVent jest w stanie pokryć 98% wszystkich wymagań stawianych przez aplikacje CPCI Serial. Wejście zasilania jest takie jak dla Compact PCI z tyłu urządzenia. Umożliwia to zasilanie w tylnej części systemu, co pozwala na uniknięcie przeszkadzającego okablowania z przodu.

SKALOWALNE CHŁODZENIE DOSTOSOWANE DO POTRZEB APLIKACJI
Wymienna kaseta na wentylatory w dolnej części obudowy gwarantuje wystarczające chłodzenie aplikacji. W zależności od liczby używanych gniazd obudowa wentylatora może być wydłużona na zamówienie. Użytkownik może wybrać jeden z dwóch lub trzech wydajnych wentylatorów, aby zapewnić odpowiednie rozpraszanie ciepła. Opcjonalny moduł sterowania wentylatorami monitoruje i reguluje temperaturę poprzez sterowanie ich prędkością. W przypadku awarii lub przekroczenia temperatury użytkownik jest informowany o alarmie za pomocą sygnalizacyjnych diod LED umieszczonych na panelu przednim. Diody te wskazują również stan zasilania i dają użytkownikowi podgląd na stan całej infrastruktury systemu. Aby zwiększyć możliwości serwisowania, konstrukcję ramy można wyposażyć w prowadnice teleskopowe. Jest to korzystne w przypadku wymiany dowolnej tylnej płyty We/Wy. Dzięki prowadnicom teleskopowym system można serwisować, gdy znajduje się w szafie Rack. Nie trzeba niczego demontować a wszelkie prace konserwacyjne w miejscu instalacji można wykonywać bez przerwania pracy systemu.

KOMPLETNE ROZWIĄZANIA SYSTEMOWE SKRACAJĄ CZAS I KOSZTY WDROŻENIA
Dzięki tej nowej generacji nVent jest w stanie spełnić wszystkie wymagania jakie może mieć aplikacja oparta na Compact PCI Serial. Wszystkie urządzenia takie jak zasilacz, chłodzenie czy magistrala zaprojektowano zgodnie z normami IEEE i PICMG i optymalnie dopasowano. Dzięki skalowalnej platformie system można skonfigurować tak, aby dokładnie spełniał wymagania klienta. Oprócz niższych kosztów wdrożenia, użytkownik zyskuje również krótszy czas projektowania i produkcji.

DALSZE UDOSKONALENIA SPECYFIKACJA POŁĄCZEŃ SZEREGOWYCH CPCI
Poza wymienionymi modyfikacjami specyfikacja Compact PCI Serial jest stale rozwijana. Obecnie grupa robocza PICMG definiuje standard dla kontrolki zarządzania płytami dla CPCI Serial. Zarządzanie płytą to monitorowanie funkcji obejmujących zarządzanie zasilaniem i sterowanie chłodzeniem, rejestrowanie czujników zdarzeń, kluczowanie elektroniczne i monitorowanie hot-swap. Funkcje te zostaną opisane w dodatkowej specyfikacji CPCI.S-0.

O OBUDOWACH
Systemy elektryczne mają różne kształty i rozmiary, od ogromnych wykorzystywanych w sterowaniu przemysłowym, aż do pojedynczych komponentów. Obudowy sprzedawane pod markami nVent HOFFMAN i SCHROFF oferują dwustopniową ochronę. Mianowicie: zabezpieczenie sprzętu elektrycznego przed eksploatacją środowiska oraz ludzi przed zagrożeniami elektrycznymi.