Pc 104: Заказать модули в формате PC/104

Модули PC/104: надежные, компактные, масштабируемые

По сути, система формата PC/104 представляет собой модульную, повышенной надежности версию персонального компьютера (ПК). Модули PC/104 не требуют для подключения несущей платы (backplane), они сопрягаются с помощью шин ISA, PCI, и PCI Express (PCIe). Благодаря особенностям размещения разъемов и наличию несимметричных угловых отверстий для их крепления, модули данного формата позволяют создать компактную и высоконадежную систему.

Стандарт PC/104 использует широкий рынок персональных компьютеров (ПК) и изменяется вместе с ним, следуя за развитием поддерживаемых шин. Это сокращает время вывода новых систем на рынок, а также сводит к минимуму затраты на их разработку, поскольку полностью стандартизованные шины, вплоть до используемых разъемов и расположения выводов, обеспечивают взаимозаменяемость и функциональную совместимость модулей. Это означает, что разработчики системы могут выбирать из широкого спектра совместимых специализированных модулей формата PC/104 от различных производителей, чтобы адаптировать создаваемую систему под свои требования.

Рис. 1. Сборка компьютера формата PC/104

Преимущества стандарта PC/104

 

Наращиваемость

Конструкция и расположение разъемов шин ISA, PCI и PCIe позволяют соединять модули PC/104, как строительные блоки. Например, система PC/104 может включать в себя процессорный модуль (одноплатный компьютер), модуль питания и периферийные модули, например сетевые, а также сбора и хранения данных. Модули в системе жестко соединены с помощью стоек (рис. 1).

 

Прочность

PC/104 является по своей сути прочным. Жесткое резьбовое соединение через угловые монтажные отверстия в печатной плате обеспечивает минимальные колебания модуля при вибрации и ударах. Большинство модулей изготавливаются с расчетом на диапазон рабочих температур –40…+85 °C.

 

Компактность

Модули PC/104 имеют небольшой размер (96?90 мм), но предлагают весьма мощные возможности компьютерной обработки и сбора данных. Некоторые применения могут потребовать только один процессорный модуль PC/104 и источник питания.

Сложные системы могут использовать процессорный модуль (одноплатный компьютер) и несколько специализированных периферийных модулей, таких как GPS-приемники, коммутаторы Ethernet, видеоконтроллеры и модули сбора данных.

 

Совместимость

Модули PC/104 изначально разработаны для совместной работы. Инженеры могут адаптировать свою систему под конкретные требования с использованием нескольких таких модулей от различных производителей.

 

Совместимость с ПК

Компьютеры PC/104 полностью совместимы с ПК, что снижает затраты на разработку и сокращает время выхода на рынок.

 

Шинная эволюция стандарта PC/104

Стандарт PC/104 включает в себя несколько различных спецификаций модулей, классификация которых основана на поддерживаемых ими шинах (рис. 2 и 3) [1]:

• PC/104 поддерживает только ISA.
• PC/104-Plus поддерживает ISA и PCI.
• PCI-104 поддерживает только PCI.
• PCI/104-Express поддерживает PCI и PCIe.
• PCIe/104 поддерживает только PCIe.

  Рис. 2. Стандарт PC/104, конфигурации шин

Первая спецификация PC/104 была принята в 1992 г. только что созданным консорциумом PC/104. Именно она определила форм-фактор всех модулей стандарта PC/104 и дала ему название по числу контактов в разъеме ISA, используемому в первом виде модуля стандарта PC/104.

Рис. 3. Разъемы (слева на право): ISA, PCI, PCIe для модулей PC/104

С появлением шины PCI консорциум в 2003 г. принял две следующие спецификации: PC/104-Plus и PCI-104.

Последние спецификации PCI/104-Express и PCIe/104 были приняты в 2008 г., когда получила широкое применение шина PCIe.

Одним из важных решений консорциума PC/104 является то, что все варианты спецификаций поддерживаются, ни один из видов модулей не считается устаревшим. Благодаря этому достигается длительное время жизни модулей, возможность модификации ранее выпущенных систем и применение модулей, которые давно зарекомендовали себя на рынке, во вновь разрабатываемых системах.

Как подтверждение этого факта, компания Advantech в 2016 г. выпустила PCM-3365 — одноплатный компьютер формата PC/104-Plus с устанавливаемыми процессорами Intel Atom E3825/E3845 и Celeron N2930. Спецификация PC/104-Plus полностью соблюдена, и модуль поддерживает шины PCI и ISA. [2]

На рис. 4 приведен пример объединения в систему модулей различных спецификаций стандарта PC/104.

Рис. 4. Пример совместного применения модулей разных спецификаций

 

Спецификации PCI/104-Express и PCIe/104

Спецификации PCI/104-Express и PCIe/104 дополнили стандарт PC/104 высокоскоростной шиной PCIe. Консорциум PC/104 выбрал PCIe из-за широкого применения этого интерфейса в ПК, его высокой производительности, масштабируемости и растущей доступности как компонентов для PCIe, так и компонентов, поддерживающих PCIe по всему миру. Шина PCIe обеспечивает высокую производительность физического интерфейса, сохраняя при этом совместимость программного обеспечения с существующей инфраструктурой PCI. Существуют три поколения шины PCIe, каждое поддерживает свою скорость. В 2013 г. консорциум PC/104 выпустил версию 2.1 спецификаций PCI/104-Express и PCIe/104, в которых утвердил применение второго и третьего поколения шины PCIe.

Скорости передачи данных в зависимости от поколения шины PCIe:

• первое поколение — 2,5 Гбит/с;
• второе поколение — 5 Гбит/с;
• третье поколение — 8 Гбит/с.

Спецификации PCI/104-Express и PCIe/104 позволяют очень гибко использовать разъем PCIe. В зависимости от назначения модуля, можно выбирать между максимальным набором интерфейсов и устанавливать разъем PCIe с тремя группами контактов (Bank), или установить разъем с одной группой контактов (OneBank) и использовать освободившуюся площадь печатной платы для установки необходимых компонентов. Варианты модулей PCI/104-Express и PCIe/104 показаны на рис. 5.

Рис. 5. PCI/104-Express и PCIe/104 с полным разъемом PCIe и в варианте OneBank

Спецификации PCI/104-Express и PCIe/104 определяют две версии разъема PCIe. Тип 1 содержит интерфейс PCIe ?16, контакты которого размещены в Bank 2 и Bank 3. В Типе 2 интерфейс PCIe ?16 заменен на два PCIe ?4, два USB 3.0, два SATA, LPC и контакты батареи часов точного времени (RTC). Тип 1, Тип 2 и версия OneBank совместимы в части Bank 1 (табл.).

Таблица. PCIE/104 Тип 1, тип 2 и OneBank

Интерфейсы	Тип 1	Тип 2	OneBank
USB 2.0	2
SMB	1
PCIe?1	4
Питание, В	+3,3; +5; +12		+3,3; +5
ATX Control	Есть
PCIe?4		2
PCIe?16*	1
USB 3. 0		2
SATA		2
LPC		1
RTC Battery		1

Тип 1 PCIe ?16 обеспечивает максимальную гибкость и расширяемость для текущих и будущих проектов, которые требуют большую полосу пропускания интерфейса. Это может быть, например, применение PCIe ?16 в видеокартах нового поколения, в 1- и 10-Гбит Ethernet-коммутаторах, или использование PCI Express коммутатора-разветвителя для подключения различных интерфейсов с меньшей пропускной способностью. Спецификация позволяет PCIe ?16 быть сконфигурированным как два PCIe ?8 или два PCIe ?4.

Наиболее простой вариант применения модулей PC/104, в которых используется только ISA-шина, с модулями PCI/104-Express и PCIe/104, показан на рис. 4. Здесь мостом между модулями PC/104 и PCI/104-Express служат модули PC/104-Plus. Это могут быть как модули, используемые в данной системе, так и просто интерфейсные модули, имеющие единственную функцию моста между шинами ISA и PCI (как в примере).

Так же необходимо поступить и при добавлении к этой системе модулей PCIe/104 с единственным разъемом PCIe, применив дополнительные модули PCI/104-Express в качестве моста.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Литература

1. www.pc104.org
2. www2.advantech.com/products/search.aspx?keyword=pcm-336

PC/104 и другие стандарты встраиваемых компьютеров

Вернуться к обзору технологий 13 Августа 2014

PC/104 – стандарт компактных промышленных вычислителей и периферийных модулей, построенных на базе модифицированной шины ISA (IEEE P996).

Спецификации стандарта PC/104 содержат механические и электрические рекомендации на реализацию шины IEEE P996 для уникальных требований встроенных систем. Минимальные размеры модулей (90×96 мм), мезонинный проходной конструктив, требования к минимизации энергопотребления каждого модуля (не более 2 Вт) – позволяют разработчикам воплощать в жизнь проекты вычислительных систем с миниатюрными размерами и минимальным энергопотреблением.

Стандарт определяет реализацию двух версий модулей PC/104 – 8-бит (64-контактный разъем) и 16-бит (сдвоенный 64- и 40-контактные разъемы) шины ISA.

PC/104 – PLUS – дополнение к стандарту PC/104, реализующее высокую скорость PCI шины во внедренных прикладных программах. Главная цель дополнения PCI-шины к PC/104 состояла в сохрании атрибутов, сделавших PC/104 успешным стандартом во внедренных прикладных программах.

PCI-104 является дальнейшим развитием стандарта PC/104 – Plus, нацеленным на внедрение высокопроизводительных процессоров на рынок компактных промышленных вычислителей. Путем удаления с печатных плат разъемов шины ISA, достигается возможность размещения современных «крупногабаритных» микросхем ЦП и системной логики.

Обратная совместимость с накопленным за многие годы парком специализированных модулей PC/104 достигается применением платы-переходника PCI-104 – PC/104 – Plus, основанной на микросхеме-мосте PCI – ISA с полной поддержкой адресного пространства шины ISA.

EBX формат создан на основе существующих стандартов: ISA (IEEE P996), PC/104, PC/104- Plus, PCI, PCMCIA. EBX аккумулирует все эти решени в одном высокоинтегрированном одноплатном компьютере. Компактные размеры форм-фактора EBX позволяют разработчикам вписываться в ограниченное пространство современных промышленных конструктивов.

EPIC – открытый стандарт, определяющий новую платформу для встраиваемых среднеразмерных одноплатных компьютеров с развитой системой ввода / вывода. В качестве шины расширения применяются промышленные PC/104 или PC/104- Plus.

EPIC получил свое развитие в виде нового стандарта EPIC- Express с внедрением новой шины PCI-Express. Особенностями архитектуры нового стандарта являются:

	Замена устаревшей шины PCI на PCI Express
	Сохранение разъема pc/104 в качестве опции для поддержки имеющихся систем ввода-вывода
	Оригинальные габаритные размеры 115×165 мм
	Также, в EPIC Express сохранилась возможность работы с более ранним интерфейсом ISA, что делает новый стандарт универсальным в применении.
	Поддерживается 6 устройств PCI Express
	Нет необходимости в разработке объединительной платы
	Сохранены размеры и расположение монтажных отверстий EPIC
	Сохранены зоны разъемов EPIC

ETX – открытый стандарт, спецификации которого описывают встраиваемые промышленные компьютеры класса “Computer-on-Module” (COM). Модули ETX оснащены шинами ISA/PCI и полным набором периферийных устройств.

XTX – новый промышленный стандарт, поддерживаемый всемирным консорциумом производителей встраиваемых модулей. XTX использует те же четыре коннектора на базовой плате, что и ETX; кроме того, расположение отверстий в модуле и его размеры остаются такими же, что обеспечивает плавную миграцию с точки зрения механики. Стандарт задает один размер платы, благодаря чему производители оборудования не испытывают необходимости в изменении дизайна своих продуктов.

Для разработчиков, не использующих ISA-шину, модули XTX могут быть подключены непосредственно в существующие базовые платы ETX, что позволяет получить наиболее простой доступ к новейшим технологиям чипсетов, графики и процессоров и избежать финансовых затрат на создание специальных базовых плат. В отличие от других архитектур COM, в XTX сохраняется поддержка традиционных периферийных устройств, таких, как последовательные порты, параллельный порт, дисковод флоппи-дисков, параллельный ATA (IDE), клавиатура и мышь PS/2

COM Express – новое поколение стандарта «компьютера на модуле», пришедшего на смену ETX. Особенностью нового стандарт является появление шины PCI- Express, а также факт отсутствия «старых» интерфейсов, таких как последовательные порты, FDD, параллельный порт, клавиатура PS/2, мышь PS/2, а также несовместимость с ETX, идентичность COM Express и ETXexpress.

Mini-ITX – форм-фактор малоразмерных материнских плат, разработанных компанией VIA. Размеры составляют 170х170 мм.Платы предназначены для применения как в коммерческих изделиях, так и во встраиваемых системах.

Каскод

Стандарт на промышленные PC-компьютеры для встроенных приложений (расширение стандарта IEEE-P996 (ISA)).

Необходимость использования стандарта для встроенных приложений на базе PC-архитектуры.

За последние десятилетия архитектура PC-компьютера стала признанной платформой и далеко шагнула за пределы настольного применения. Специализированные PC-компьютеры используются в бортовой аппаратуре (спутниковые, морские и промышленные системы), в исследовательских целях, в измерительной аппаратуре, в устройствах связи, в медицинских приборах и в качестве универсальных контроллеров. При введении стандарта на аппаратную и программную части для широко распространенной PC-архитектуры, разработчик встроенных систем может значительно уменьшить стоимость, риск и время разработки, поскольку для PC-компьютеров разработано большое количество прикладного программного обеспечения, а архитектура таких компьютеров хорошо известна разработчикам. Быстрая разработка программного обеспечения и использование готовых PC модулей позволяет экономить средства при разработке систем, быстрее выходить на рынок с новыми изделиями, повысить универсальность электронных изделий и обеспечить их быструю модернизацию.

Другая важная особенность использования PC-архитектуры – это низкая стоимость программной и аппаратной поддержки, которая намного экономичнее таких платформ, как STB, VME, MULTIBUS и т.д., а это дополнительное уменьшение затрат и увеличение надежности работы. Для обеспечения совместимости промышленных PC компьютеров ряд компаний объединились для выпуска продукции, удовлетворяющей их требованиям. Размеры конструктива материнской платы (800×299 мм) по стандарту IEEE-P996 (ISA) и связанные с ним корпус и задняя панель очень громоздки и неудобны для встраиваемых систем. Появилась необходимость создания PC-компьютера, удовлетворяющего уменьшенным размерам, низкому потреблению и обладающего дополнительными функциями (поддержка дисков ПЗУ, Watchdog таймеров, LCD дисплеев, интерфейсов PCMCIA и т. д.), которые необходимы для встроенных систем управления. Все эти преимущества необходимо было получить при полной совместимости со стандартной PC-машиной как по аппаратной, так и по программной частям.

Стандарт PC/104 (IEEE-996.1) был разработан в ответ на эти требования. Он предлагает полную совместимость по PC-архитектуре, аппаратной и программной частям, но в исключительно компактном (90х96 мм) варианте стыкуемых модулей. Главная особенность стандарта – это то, что он дает возможность различной компоновки PC компьютера. Например, стековая архитектура обеспечивает минимальные габариты компьютера, а использование базовой платы обеспечивает его минимальную высоту. Применение новых разъемов для PC-шины обеспечивает надежную работу компьютеров в жестких условиях эксплуатации (повышенная вибрация, солевой туман, широкий диапазон температур и т.д.). Новейшие технологии производства электронных компонентов (субмикронная технология), применение поверхностного монтажа высокой плотности позволили резко сократить габариты и потребление энергии модулей PC/104, что позволяет использовать их в закрытых объемах без дополнительного охлаждения. Например, типовой PC/104 компьютер i486 серии потребляет 2,5 Вт. Малые габариты позволяют легко термостатировать компьютеры PC/104 при использовании в условиях сверхнизких температур (-60°С и ниже).

Стандарт PC/104, таким образом, идеально удовлетворяет требованиям для встроенных систем, что сделало его чрезвычайно популярным не только в США, но и в странах Европы и Азии, где технология производства обеспечивает требования стандарта PC/104.

В настоящее время росту популярности стандарта PC/104 дополнительно способствует мировая тенденция перехода к распределенным системам управления, которые обладают большой гибкостью, легкостью обслуживания и высокими показателями надежности. При построении систем широко используются сетевые интерфейсы: Ethernet, Arcnet, ProfiBus, InterBus-S, CAN, LON и т.д., а аппаратная и программная поддержка для операционных систем QNX, RTXC, AMX, MS-DOS и т.д. широко представлена фирмами, работающими в стандарте PC/104. Удачная конструкция модулей PC/104 позволяет использовать как готовые конструктивы DIN-rail и Евростандарта, которые наиболее широко используются в промышленности, так и специальные, которые предназначены для жестких условий эксплуатации.

Бурное развитие стандарта в 94-95-х годах привлекло повышенное внимание компаний, выпускающих оборудование для военных применений. Сегодня в стандарте PC/104 выпускаются основные интерфейсы MIL-STD, конструктивы с требованиями MIL-STD, интерфейсы для авиационной промышленности (ARINC-419/429/561/575/615).

Расширение стандарта IEEE-P996

Модули PC/104 изготавливались начиная с 1987г., хотя их спецификация не публиковалась до 1992г. С 1992г. интерес к PC/104 резко возрос, и более трех десятков производителей представили около ста типов различных модулей PC/104. Стандарт PC/104 появился как модификация стандарта IEEE-P996 для промышленных приложений. В 1992 г. Международный Институт Инженеров по Электронным Разработкам (IEEE) начал проект по стандартизации уменьшенного конструктива стандарта (IEEE P996draft specification) для PC- и PC/AT-машины для встроенных применений. Спецификация PC/104 была принята как базовый документ для нового стандарта IEEE, названного Р996. 1 Standard for Compact Embedded – PC Modules (Стандарт для компактных встраиваемых PC модулей). Появившись в США, стандарт PC/104 стал быстро распространяться. Сегодня изделия в стандарте PC/104 производят не только в США, но и в Европе и Азии. Объемы продаж за последние годы постоянно возрастают. Количество членов консорциума только за 1995 г. увеличилось на 35%.

Ключевые отличия между PC/104 и PC ISA (IEEE-P996)

• Компактность конструкции. Размер уменьшен до 90 х 96 мм.
• Удобная конструкция шины, допускающая различные варианты компоновки PC-модулей, уменьшает стоимость, громоздкие задние панели и исключает применение корзины.
• Разъемы PC/104 (cквозные штыревые). Стандартные разъемы PC-шины, расположенные на боковой стороне плат для уменьшения габаритов и для обеспечения работы в жестких условиях эксплуатации, были заменены компактными 64- и 40-контактными штыревыми разъемами.
• Стандарт IEEE-P996.1 (PC/104) позволяет уменьшить ток шинных формирователей до 4 мА (максимальный не оговаривается), это дает возможность снизить потребление энергии до 1-2 Вт на модуль, что является важным фактором при работе без принудительного охлаждения в закрытом объеме. Типовые модули процессоров серии 486/586 обычно содержат шинные формирователи с выходным током не менее 24 мА, что равносильно нагрузочной способности обычной ISA шине. При этом на шину PC/104 возможно подключение до 12 модулей.

Используя стандаpт PC/104, фирмы выигрывают от применения стандартных изделий с широкой номенклатурой, включающей большой выбор изделий промышленного назначения, получая при этом поддержку фирм изготовителей. Применение стандартных изделий позволяет избежать зависимости от конкретного производителя и дает возможность модернизации выпускаемой продукции в дальнейшем.

Два вида использования модулей PC/104

Различная компоновка модулей PC/104 практически не ограничивает разработчика в использовании их во встроенных системах. Например, стековая архитектура обеспечивает минимальные габариты компьютера, а использование базовой платы обеспечивает его минимальную высоту.

Компоновка отдельных модулей (стековая архитектура)

Как показано далее, модули PC/104 стыкуются друг с другом, образуя этажерочную конструкцию. При такой компоновке отпадает необходимость в соедининительной кросс-плате и корзине, обеспечивая надежную конструкцию PC-машины и минимальные габариты. Состыкованные модули расположены на расстоянии 15 мм друг от друга. (Три модуля, состыкованные вместе, занимают объем 90х96х51 мм.)

Рис. 1. Схема стыковки модулей.

Рис. 2. Пример стыковки модулей.

Применение базовой платы

При такой компоновке модули помещаются на пользовательскую несущую плату, обеспечивающую крепление модулей PC/104 и соединение между ними. Наращивание PC-компьютера в такой конфигурации обеспечивается через выбор размеров несущей платы, если необходима плоская конструкция, или дополнительную установку модулей (стековый вариант). Применение комбинированной компоновки дает большие возможности при проектировании и модернизации крупных систем.

Рис. 3. Установка модулей PC/104 на базовой плате.

Шина PC/104 (IEEE-P996.1) и ISA (IEEE-P996)

Основной разъем

PC/104	Сигнал	ISA	0	PC/104	Сигнал	ISA
A1	IOCHCHK	A1		B1	0V	B1
A2	D7	A2		B2	RESETDEV	B2
A3	D6	A3		B3	+5V	B3
A4	D5	A4		B4	IRQ9	B4
A5	D4	A5		B5	-5V	B5
A6	D3	A6		B6	DRQ2	B6
A7	D2	A7		B7	-12V	B7
A8	D1	A8		B8	ENDXFR	B8
A9	D0	A9		B9	+12V	B9
A10	IOCHRDY	A10		B10	(KEY)	(N/A)2
A11	EN	A11		B11	SMEMW*	B11
A12	A19	A12		B12	SMEMR*	B12
A13	A18	A13		B13	IOW*	B13
A14	A17	A14		B14	IOR*	B14
A15	A16	A15		B15	DACK3*	B15
A16	A15	A16		B16	DRQ3	B16
A17	A14	A17		B17	DACK1*	B17
A18	A13	A18		B18	DRQ1	B18
A19	A12	A19		B19	REFRESH*	B19
A20	A11	A20		B20	SYSCLK	B20
A21	A10	A21		B21	IRQ7	B21
A22	A9	A22		B22	IRQ6	B22
A23	A8	A23		B23	IRQ5	B23
A24	A7	A24		B24	IRQ4	B24
A25	A6	A25		B25	IRQ3	B25
A26	A5	A26		B26	DACK2*	B26
A27	A4	A27		B27	TC	B27
A28	A3	A28		B28	BALE	B28
A29	A2	A29		B29	+5V	B29
A30	A1	A30		B30	OSC	B30

Дополнительный разъем

PC/104	Сигнал	ISA	0	PC/104	Сигнал	ISA
C0	0V	(N/A)4		D0	0V	(N/A)4
C1	SBHE*	C1		D1	MEMCS16*	D1
C2	LA23	C2		D2	IOCS16*	D2
C3	LA22	C3		D3	IRQ10	D3
C4	LA21	C4		D4	IRQ11	D4
C5	LA20	C5		D5	IRQ12	D5
C6	LA19	C6		D6	IRQ15	D6
C7	LA18	C7		D7	IRQ14	D7
C8	LA17	C8		D8	DACK0*	D8
C9	MEMR*	C9		D9	DRQ0	D9
C10	MEMW*	C10		D10	DACK5	D10
C11	SD8	C11		D11	DRQ5	D11
C12	SD9	C12		D12	DACK6*	D12
C13	SD10	C13		D13	DRQ6	D13
C14	SD11	C14		D14	DACK7	D14
C15	SD12	C15		D15	DRQ7	D15
C16	SD13	C16		D16	+5V	D16
C17	SD14	C17		D17	MASTER*	D17
C18	SD15	C18		D18	0V	D18
C19	(KEY)	(N/A)3		D19	0V	(N/A)4

Разъемы PC/104

Для 8-разрядной шины PC/104 используются 64-контактные разъемы,

для 16-разрядной – 64- и 40-контактные разъемы с золотым покрытием.

Рис. 4. Разъемы PC/104

Характеристики:

• Сопротивление изоляции- не менее 5 000 МОм.
• Напряжение пробоя изоляции- не менее 1000 В 60 Гц.
• Сопротивление контактов- не более 0.01 Ом.
• Ток контакта- 1 А.
• Диапазон рабочих температур- -65°С – +125°C.

Конструктив

01 thru 36

-S		-G =20µ* (0,51µm) Gold Contact Gold Flahs on Balance
-D		-S =30µ* (0,76µm) Gold on Contact area Tin on Tail
-T		-H =30µ* (0,76µm) Gold on Contact area Gold Flahs on Balance (ESW style -12 only) (Minimums may apply)
		PC/104 J1/P1 “Stackthrough” Connectors
		Standart Insertion Force	ESQ-132-14-G-D
		Low Insertion Force	ESQ-132-39-G-D
		PC/104 J1 “Non-Stackthrough” Connectors
		Standart Insertion Force	ESQ-132-12-G-D
		Low Insertion Force	ESQ-132-37-G-D
		PC/104 J2/P2 “Stackthrough” Connectors
		Standart Insertion Force	ESQ-120-14-G-D
		Low Insertion Force	ESQ-120-39-G-D

PC/104+ – дальнейшее развитие стандарта IEEE-P996.

1 (PC/104)

Развитие стандарта IEEE-P996.1 (PC/104) в 95-96 годах привлекло внимание крупных электронных компаний, производящих электронную продукцию для специальных применений. Сегодня почти все основные производители встраиваемых компьютеров выпускают изделия в этом формате, трудно найти приложения, которые не были бы реализованы в стандарте PC/104.

В конце 1996 г. фирмы AMPRO и MOTOROLA анонсировали дополнение шины PC/104 шиной PCI, при полной совместимости со старыми изделиями в IEEE-P996.1 (PC/104). Новая спецификация была одобрена подавляющим большинством членов консорциума PC/104 в феврале 1997 г. и предложена к публикации на конференции по встраиваемым системам в Бостоне в марте 1997г.

Спецификация PC/104 plus с шиной PCI

Сигнал	a	b	c	d
1	5.0V KEY	Reserved	+5V	AD00
2	VI/O	AD02	AD01	+5V
3	AD05	GND	AD04	AD03
4	C/BE0*	AD07	GND	AD06
5	GND	AD09	AD08	GND
6	AD11	VI/O	AD10	M66EN
7	AD14	AD13	GND	AD12
8	+3. 3V	C/BE1*	AD15	+3.3V
9	SERR*	GND	SB0*	PAR
10	GND	PERR*	+3.3V	SDONE
11	STOP*	+3.3V	LOCK*	GND
12	+3.3V	TRDY*	GND	DEVSEL*
13	FRAME*	GND	IRDY*	+3.3V
14	GND	AD16	+3.3V	C/BE2*
15	AD18	+3.3V	AD17	GND
16	AD21	AD20	GND	AD19
17	+3.3V	AD23	AD22	+3.3V
18	IDSEL0	GND	IDSEL1	IDSEL2
19	AD24	C/BE3*	VI/O	IDSEL3
20	GND	AD26	AD25	GND
21	AD29	+5V	AD28	AD27
22	+5V	AD30	GND	AD31
23	REQ0*	GND	REQ1*	VI/O
24	GND	REQ2*	+5V	GNT0*
25	GNT1*	VI/O	GNT2*	GND
26	+5V	CLK0	GND	CLK1F
27	CLK2	+5V	CLK3	GND
28	GND	INTD*	+5V	RST*
29	+12V	INTA*	INTB*	INTC*
30	-12V	Reserved	Reserved	3. 3V KEY

Швейцарское качество в формате PC/104 – Компоненты и технологии

Введение

В индустрии ВКТ (встраиваемых компьютерных технологий) сегмент PC/104 всегда занимал особое положение. Процессорные модули и платы ввода/вывода в PC/104-совмес-тимых конструктивах были востребованы многими поколениями разработчиков и продолжают широко применяться в различных прикладных областях. Сколько-нибудь существенного падения популярности PC/104 среди разработчиков малогабаритных встраиваемых решений не наблюдается, даже несмотря на активное развитие таких перспективных стандартов, как COM Express. Дело здесь не только в том, что исходная спецификация PC/104 оказалась исключительно удачной, гораздо более важно, что семейство стандартов PC/104 продолжает активно развиваться, обогащаясь новыми массовыми технологиями и позволяя использовать их в приложениях класса Embedded. Подобная политика дарит сектору PC/104 ценнейшее конкурентное преимущество, которым могут похвастаться далеко не все сегменты индустрии встраиваемых систем: в технологическом аспекте своего развития рынок PC/104 не отстает от компьютерной отрасли в целом.

Компания Digital-Logic [1], чья штаб-квартира находится в швейцарском Солотурне, занимается производством компактных защищенных встраиваемых плат в стандартах PC/104, PC/104-Plus, PCI/104-Express и др., а также систем для жестких условий эксплуатации. Приобретя в начале 2010 года эту компанию, международный холдинг Kontron [2] получил возможность более полно удовлетворять потребности клиентов, создающих малоразмерные системы повышенной надежности на базе открытых стандартов. Защищенные продукты и решения марки Digital-Logic пользуются заслуженным уважением во многих секторах рынка, включая государственный, транспортный, оборонный и медицинский. Клиентами Digital-Logic являются такие мировые бренды, как Thaïes, NASA, Boeing, Bombardier, Mercedes, BMW и др. Расширяя продуктовое предложение холдинга Kontron по стабильным направлениям бизнеса, малогабаритные решения компании Digital-Logic для жестких условий эксплуатации хорошо дополняют существующие продуктовые линейки Kontron.

Вся продукция Digital-Logic — как стандартная, так и кастомизированная, включая законченные системы в корпусах, — отличается высочайшим качеством, поскольку разрабатывается, тестируется и производится на территории Швейцарии. Ассортимент стандартных продуктов, ранее предлагавшихся под маркой Digital-Logic, а ныне предлагающихся под маркой Kontron, весьма широк и включает множество PC/104-совместимых процессорных плат, плат ввода/вывода и законченных решений типа Box PC. Кроме того, компания Digital-Logic всегда славилась своими заказными решениями. Около 80% штата компании Digital-Logic составляют разработчики, инженеры и производственники, что подчеркивает ее ориентацию на заказчика и богатейший опыт по части изготовления кастомизированных решений. Еще одним важным свойством изделий Digital-Logic традиционно считаются длительные сроки доступности, жизненно необходимые для многих приложений, которым эти изделия адресованы. Продукция бывшей компании Digital-Logic, превратившейся в подразделение Kontron Compact Computers (KCC), имеет большой успех у разработчиков оборонно-аэрокосмических решений, чья щепетильность в отношении качества исполнения, поддержки и надежности базовых аппаратных средств хорошо известна.

Семейство стандартов PC/104

В исходной спецификации PC/104 описываются платы размерами 90×96 мм (3,55×3,775 дюйма) с вертикальным штыревым разъемом, в который выведена шина ISA. Соединенные при помощи этих разъемов и винтовых креплений модули PC/104 образуют «этажерочные» конструкции, называемые также «стопками», «стеками» и «сэндвичами» (рис. 1).

Рис. 1. Процессорные и периферийные модули PCI/104‑Express и PCI/104, собранные в «этажерку»

Малые габариты модулей сами по себе обеспечивают довольно высокую механическую прочность, при этом надежные винтовые крепления придают дополнительную жесткость как отдельным платам, так и всей многоплатной конструкции. Жесткие «этажерки», собранные из модулей PC/104, способны выдерживать значительные ударно-вибрационные нагрузки, что делает их пригодными для тех задач, где подобные нагрузки принципиально неустранимы. Кроме того, оригинальный стандарт PC/104, утвержденный организацией PC/104 Consortium [3] в 1992 году, опирался на системный интерфейс ISA, имевший в ту пору чрезвычайно широкое распространение на рынке массовых систем и в компьютерной отрасли в целом. Шину ISA знали многие разработчики и пользователи, под нее существовала масса готового ПО, кроме того, для ISA-систем всегда можно было написать уникальное программное обеспечение, благо рынок труда изобиловал специалистами с нужными навыками.

По совокупности перечисленных обстоятельств спецификация PC/104 была в кратчайшие сроки принята на вооружение очень многими производителями встраиваемых аппаратных средств, а модули PC/104, которые стали выпускаться в огромных количествах, быстро приобрели популярность у разработчиков разнообразных бортовых, промышленных и оборонных систем для приложений с ограниченным свободным пространством и повышенными требованиями к механической надежности оборудования. За считанные годы сегмент PC/104 превратился в огромный и в известном смысле самостоятельный рынок внутри индустрии Embedded, где работали десятки больших и малых поставщиков, предлагавших сотни наименований процессорных и интерфейсных модулей.

Сегодняшнее состояние сегмента PC/104 можно охарактеризовать теми же словами: это по-прежнему большой процветающий рынок, на котором работает множество больших и малых компаний. За 18 лет его существования не изменился и состав клиентов этого рынка: PC/104-совместимые изделия по-прежнему пользуются спросом у разработчиков малогабаритных высоконадежных систем, рассчитанных на эксплуатацию в самых жестких условиях. Во многом такая стабильность обусловлена тем, что все эти годы технология PC/104 не стояла на месте. На PC/104-совместимых модулях регулярно появлялись новые внешние интерфейсы, становившиеся популярными в «общекомпьютерном» мире, а также новые процессоры и новые типы памяти. Однако самым главным аспектом развития индустрии PC/104 была и остается адаптация новых популярных системных интерфейсов (шин) без существенных изменений механики модулей.

Когда пропускной способности шины ISA стало не хватать, появилась спецификация PC/104-Plus, определившая в дополнение к существующему системному разъему еще один разъем с более быстрой и современной шиной PCI. Благодаря сохранению ISA-разъема новые модули сохраняли обратную совместимость со старыми, при этом интерфейс PCI позволял собирать из новых модулей

решения повышенной производительности и с увеличенной скоростью внутрисистемного обмена. Затем появился стандарт PCI/104, в котором морально устаревшая шина ISA и оригинальный разъем PC/104 отсутствовали, а штыревой разъем с шиной PCI остался таким же и находился в том же самом месте, что и у модулей PC/104-Plus. Дальнейшее развитие семейства стандартов PC/104, курируемое членами PC/104 Consortium, подчинялось той же схеме: спецификация PCI/104-Express определила на модулях типа PCI/104 дополнительный разъем для шины PCI Express взамен исчезнувшего ISA-разъема, а в стандарте PCIe/104 разъем PCI был упразднен (рис. 2).

Рис. 2. Эволюция PC/104‑совместимых изделий

Подобная логика смогла обеспечить для индустрии PC/104 высочайшую степень живучести, которая, что очень важно, не идет в ущерб актуальности применяемых интерфейсных технологий и компонентов. Пользователи, однажды выбравшие платформу PC/104, могут быть уверены в том, что всегда найдут на рынке модули, воплощающие в себе самые последние достижения в области производства полупроводниковых устройств и методов организации передачи данных, причем новые изделия будут совместимы с уже имеющимся у них оборудованием как механически, так и по системным интерфейсам. Вообще говоря, перспективы индустрии PC/104 рисуются нам в радужных тонах, поскольку описанную «двухтактную» схему, в которой на первом шаге появляется разъем с новой шиной, а на втором исчезает разъем с морально устаревшим системным интерфейсом, теоретически можно продолжать до бесконечности.

Стандарты EBX, EBX Express, EPIC и EPIC Express

Экосистема, возникшая вокруг исходного стандарта PC/104, породила не только целую плеяду спецификаций на монтирующиеся в «этажерку» модули размерами 90×96 мм, но и ряд стандартов, определяющих использование PC/104-совместимых модулей в качестве плат расширения для более крупных платформ. Сегодня актуальными отраслевыми стандартами такого рода являются EBX, EBX Express, EPIC и EPIC Express; их продвижением и развитием также занимается организация PC/104 Consortium.

Платы EBX (Embedded Board expandable — расширяемая встраиваемая плата) и EBX Express представляют собой уменьшенные версии десктопных материнских плат, модулями расширения для которых служат различные PC/104-совместимые изделия. На платы EBX могут устанавливаться модули в стандартах PC/104, PC/104-Plus и PCI/104, на платы EBX Express — изделия PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Кроме того, платформы EBX и EBX Express поддерживают «мобильные» модули расширения PC Card и ExpressCard соответственно.

Имея габариты 203×146 мм (8×5,75 дюйма), платы EBX и EBX Express способны нести самые мощные процессоры, ОЗУ большого объема и обладать коммуникационной функциональностью на уровне топовых моделей персональных компьютеров. С миром ПК эти платформы роднит и хорошая расширяемость, которая обеспечена возможностью подключения к одной плате множества периферийных модулей разных типов. При использовании плат EBX и EBX Express конечные встраиваемые конфигурации можно собирать по тому же принципу, что и настольные системы, закупая стандартные комплектующие с нужными характеристиками у разных производителей. Тем не менее EBX и EBX Express остаются полноценными встраиваемыми решениями, которые обеспечивают повышенную механическую надежность за счет «эта-жерочного» метода монтажа и совместимы с огромной массой изделий класса Embedded, генерируемых индустрией PC/104.

Стандарты EBX и EBX Express позволяют использовать PC/104-совместимые модули в тех задачах, которые требуют высочайшей производительности не только во «встраиваемом», но и в «общекомпьютерном» смысле этого слова, ведь размеры соответствующих плат никак не ограничивают производителей в их фантазии по части тактовых частот и количества ЦП-ядер в одном корпусе. С другой стороны, спецификации EBX и EBX Express вряд ли можно назвать принадлежащими рынку PC/104, поскольку он ориентирован в первую очередь на малогабаритные решения, тогда как платформы EBX и EBX Express можно назвать малогабаритными лишь с большой натяжкой.

Спецификация EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing — встраиваемая платформа для промышленных компьютеров) ограничивает встраиваемые платы размерами 114×165 мм (4,5×6,5 дюйма). По своим габаритам форм-фактор EPIC занимает промежуточное положение между форм-факторами PC/104 и EBX (рис. 3): будучи в достаточной мере миниатюрными, платы EPIC все же не настолько малы, чтобы это служило препятствием для использования современной компонентной базы и существенно ограничивало их функциональность. ЦП высшей производительности не всегда можно установить на PC/104-совместимые модули, а крупногабаритные решения типа EBX во многих случаях оказываются просто-напросто слишком громоздкими. Материнские платы EPIC выглядят разумным компромиссом между этими двумя «крайностями»: на них доступны и самые мощные процессоры, и быстрая память большого объема, дополняемые почти безграничными возможностями в плане расширения исходной функциональности, предоставляемыми индустрией PC/104. Одна плата EPIC поддерживает установку до четырех таких модулей, монтирующихся друг на друга по классической для индустрии PC/104 «этажероч-ной» схеме. Следует отметить, что по сравнению с решениями, построенными только из PC/Ш4-совместимых модулей (интерфейсных и процессорных), материнские платы EPIC с установленными на них модулями расширения позволяют обойтись значительно меньшим числом кабельных соединений.

Рис. 3. Сравнение размеров плат PC/104, EPIC и EBX

Стандарты EPIC и EPIC Express, как можно догадаться из их названий, пребывают друг с другом в тех же отношениях, что и спецификации EBX и EBX Express: платы EPIC поддерживают модули расширения PC/104, PC/104-Plus и PCI/104, платы EPIC Express — модули расширения PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Спецификации EPIC и EPIC Express образуют единое семейство, тесно связанное с индустрией PC/104 и пользующееся ее наработками. Вообще говоря, рынок EPIC попросту совпадает с рынком PC/104, поскольку за редким исключением материнские платы EPIC могут применяться практически везде, где сегодня используются модули PC/104. По этой причине стандарты EPIC и EPIC Express представляют интерес прежде всего для клиентов индустрии PC/104, так как позволяют им более свободно манипулировать производительностью ЦП, объемами памяти и интерфейсной функциональностью. Впрочем, целевая аудитория EPIC несколько шире, в нее попадают вообще все разработчики, желающие создавать компактные высокопроизводительные встраиваемые системы с использованием стандартных модульных аппаратных средств для тех приложений, где востребована повышенная механическая надежность вкупе с хорошей расширяемостью.

Процессорные модули, периферия и готовые системы

В отличие от других стандартов семейства PC/104, спецификации PC/104-Plus и PCI/104-Express поддерживают не один, а сразу два системных интерфейса. Как следствие, изделия, соответствующие любой из этих двух спецификаций, оказываются совместимы не с одним или двумя, а сразу с тремя стандартами, которые можно условно назвать «предыдущим», «их собственным» и «следующим». Модули PC/104-Plus способны подключаться к классическим изделиям PC/104, другим модулям PC/104-Plus и платам PCI/104; модули PCI/104-Express — к изделиям PCI/104, PCI/104-Express и PCIe/104. Стандарты PC/104-Plus и PCI/104-Express являются, таким образом, наиболее универсальными и перспективными, объективным отражением чего служит устойчивая положительная динамика продаж соответствующего оборудования. На рис. 4 представлены фактические данные и прогноз на период 2007-2012 гг. по процессорным модулям в стандартах PC/104, PC/104-Plus, PCI/104 и PCI/104-Express. Как можно видеть, наибольшую долю этого рынка (более $100 млн) уверенно занимает спецификация PC/104-Plus с темпами роста 7%, причем, как и следовало ожидать, во многом этот рост обусловлен вытеснением стандарта PC/104, в основе которого лежит устаревшая еще в прошлом веке шина ISA. Платформа PCI/104-Express пока еще не успела завладеть значительной долей рынка, однако демонстрирует стремительный рост на уровне 149% в год. В силу перечисленных причин на момент своего приобретения холдингом Kontron компания Digital-Logic ориентировалась главным образом на стандарты PC/104-Plus и PCI/104-Express, и новые владельцы из Kontron не собираются этого менять.

Рис. 4. Объемы продаж оборудования по отдельным
стандартам семейства PC/104 за 2007–2012 гг.

Процессорные модули авторства бывшей компании Digital-Logic оснащаются разными ЦП, что позволяет им покрывать весь диапазон PC/104-приложений от Low End (тактовая частота процессора 500 МГц) до High End (мощные двухъядерные ЦП с частотой до 1,66 ГГц). Рассмотрим несколько актуальных продуктов из этой серии.

Процессорные модули Kontron Microspace MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV для систем начального уровня

Модули Microspace MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV (рис. 5) изготавливаются по стандарту PC/104-Plus на базе комбинации из сверхмалопотребляюще-го процессора AMD Geode LX800 и чипсета CS5536 AD. В дополнение к типовому набору PC-интерфейсов у представителей линейки Kontron Microspace MSM800 имеются интерфейс Ethernet и звуковой контроллер AC97 (модели Microspace MSM800XEV, MSM800SEV и MSM800BEV). У версий Microspace MSM800SEL, MSM800SEV и MSM800BEV объем ОЗУ варьируется в пределах от 128 до 1024 Мбайт, тогда как модели Microspace MSM800XEL и MSM800XEV оснащаются запаянной памятью фиксированного объема 256 Мбайт, что придает им дополнительную ударо- и вибростойкость.

Рис. 5. Процессорный модуль
серии Kontron Microspace MSM800,
оснащенный процессором AMD Geode LX800

Версии Microspace MSM800XEV и MSM800BEV имеют мост PCI-ISA, реализующий поддержку шины ISA, у модели MSM800SEV этой цели служит LPC-ISA. Для расширения базовой функциональности доступны разъемы PC/104-Plus (шины ISA и PCI) и 4 порта USB 2.0. Благодаря 500-Гц процессору AMD Geode LX800, энергопотребление изделий Microspace MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV не превышает 8 Вт, что позволяет эксплуатировать их без активного охлаждения в самых неблагоприятных условиях окружающей среды (модели Microspace MSM800XEL, MSM800XEV и MSM800BEV существуют в версиях для температурного диапазона -40. . .+85 °С). Модели Microspace MSM800XEL и MSM800SEL не имеют батареи, звукового контроллера и шины ISA и ориентированы на низкостоимостные приложения.

Снятие модулей серии Microspace MSM800 с производства запланировано на 2015 г., при этом для заказчиков они будут оставаться доступными по 2018 г. Среди других важных преимуществ этих изделий по сравнению с конкурирующими продуктами можно назвать встроенный аккумулятор емкостью 400 мА-ч, сохраняющий работоспособность в течение 5 лет, поддержку расширенного диапазона температур на уровне чипсета, 24 месяца гарантии и исключительно низкую стоимость в комбинации со швейцарским качеством и возможностью учета специфики клиентских задач в конструкции модулей.

Продукты Microspace MSM800XEL/XEV и MSM800SEL/SEV/BEV находят спрос у разработчиков автомобильной и авиационной электроники, информационных терминалов и различных интерактивных устройств, а также измерительных инструментов и игровых систем с поддержкой вывода звука.

Процессорные модули Kontron Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP для малопотребляющих решений среднего уровня производительности

Основное отличие между сублинейками Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP состоит в том, что представители первой соответствуют стандарту PC/104-Plus, а второй — стандарту PCI/104-Express. Все изделия серии Kontron Microspace MSM200 имеют, таким образом, по 2 шины расширения, только для модели MSM200S этими шинами являются ISA и PCI, а для версий Microspace MSM200X, MSM200XU и MSM200XP — PCI и PCI Express.

Изделия Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP (рис. 6) имеют все интерфейсы классического персонального компьютера и базируются на чипсетах Intel US15W и процессорах Intel Atom Z510/Z530. Разработчикам следует обратить внимание на такие конкурентные преимущества этих модулей, как поддержка локальной сети и наличие звукового контроллера HD Audio. Запаянное ОЗУ, объем которого может достигать 2 Гбайт, позволяет этим продуктам сохранять работоспособность в условиях повышенных ударно-вибрационных нагрузок. Дополнительные функции можно реализовывать при помощи системных интерфейсов ISA, PCI и PCI Express, разъема PCI Express MiniCard (поддержка беспроводных и сотовых сетей), 4 последовательных портов и 4/6 портов USB 2.0. Опционально доступны версии с запаянными модулями GPS. Бюджетная модификация с индексом XL лишена батареи и звукового контроллера.

Рис. 6. Модуль из линейки
Kontron Microspace MSM200
на базе процессора Intel Atom Z510/Z530

Модули серии Microspace MSM200 оснащаются встроенными аккумуляторами на 900 мА-ч, что соответствует 10 годам работы, при этом жизненный цикл этих изделий продлится как минимум до 2020 г., благодаря чему их можно смело использовать в долгосрочных проектах. Последнему обстоятельству способствует также масштабируемость рассматриваемых модулей, обусловленная постепенным расширением процессорного семейства Intel Atom. Изделия Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP имеют 24-месячную гарантию и могут дорабатываться под требования заказчика.

Несмотря на сравнительно высокую производительность, процессоры Intel Atom Z510/Z530 весьма экономичны, вследствие чего модули Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP рассеивают лишь около 6 Вт мощности и подходят для создания безвентиляторных решений, рассчитанных на работу при температуре от -40 до +85 °C Модули Microspace MSM200S и MSM200X/XU/XP используются в мобильных компьютерах, которые получают питание от батарей, а также в информационных терминалах с видеодисплеями, измерительных приборах и игровых решениях.

Процессорный модуль Kontron Microspace MSM945 для высокопроизводительных систем класса High End

Модуль Microspace MSM945 (рис. 7), реализованный в стандарте PCI/104-Express, оснащается быстрыми двухъядерными процессорами серии Intel Core 2 Duo и построен на чипсете Intel 945GME. На сегодня Microspace MSM945 является одним из самых высокопроизводительных изделий в индустрии PC/104. Объем ОЗУ у этого изделия может достигать 3 Гбайт, при этом 1 Гбайт памяти запаян, что повышает механическую надежность всей системы.

Рис. 7. Модуль Microspace MSM945 компании Kontron

Будучи, по сути, полноценным современным компьютером, реализованным на плате размерами 90×96 мм, модуль Microspace MSM945 имеет развитую коммуникационную функциональность, которая включает помимо прочего порт Ethernet, опциональные интерфейсы DVI и LVDS, позволяющие организовать вывод на два дисплея, и звуковой контроллер HD Audio. Благодаря наличию разъемов PCI/104-Express (шины PCI и PCI Express) и 6 портов USB, исходную функциональность изделия можно легко наращивать и дополнять. Модуль Microspace MSM945 также поддерживает эмуляцию 8-разрядной шины ISA посредством специального моста.

Встроенный и внешний аккумуляторы модуля Microspace MSM945 емкостью 80 и 900 мА-ч рассчитаны на 2 и 10 лет работы соответственно. Продукт имеет эффективный теплопроводный интерфейс с медной основой, поддерживает температурный диапазон E47 и подходит для установки в защищенные корпуса Can-Tainer. Возможен апгрейд модуля до 45-нанометровых ЦП с ядрами Penryn. Жизненный цикл изделия Microspace MSM945 составляет не менее 10 лет, при этом производитель дает на него 2 года гарантии и готов к конструктивным переделкам модуля, если того пожелает клиент.

Целевыми областями применения этого продукта является работа с потоковым видео высокого разрешения, двухдисплейная визуализация, обработка изображений, видеомониторинг и другие задачи с высокой интенсивностью обычных и графических вычислений. Изделия типа Microspace MSM945 выводят индустрию PC/104 на новый уровень производительности, позволяющий применять стандартное PC/104-совместимое оборудование в тех приложениях, где ранее использовались нестандартные и/или более крупногабаритные аппаратные средства.

Платы ввода/вывода, блоки питания и другие устройства

Переходя к периферии, аксессуарам и т. п., доставшимся холдингу Kontron в наследство от компании Digital-Logic, отметим их чрезвычайное изобилие и разнообразие. В периферийной продуктовой линейке Digital-Logic есть изделия с разъемами Express Card 34/54, PCI Express MiniCard, интерфейсами Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Serial ATA 300, USB, IEEE 1394A/B (FireWire), а также многоканальные платы захвата изображения, платы для подключения к сотовым сетям GSM/UMTS, платы с множественными последовательными портами, платы с двумя контроллерами промышленной шины CAN, источники питания в формате PC/104 и т. д. Предлагаются даже специальные «расширители» для увеличения просвета между отдельными РС/Ш4-совместимыми модулями, смонтированными в «этажерку»!

Легко заметить, что из процессорных и периферийных модулей бывшей компании Digital-Logic в формате PC/104 можно собирать не просто законченные системы, а огромное разнообразие систем, «узко заточенных» под конкретные задачи. Не будет большим преувеличением сказать, что полная потенциальная сфера применимости таких решений совпадает со сферой применимости PC/104-совместимых изделий вообще.

Предположим, нам нужно создать компактную систему видеонаблюдения. В минимальной конфигурации для решения этой задачи будет достаточно какого-нибудь процессорного модуля, платы видеозахвата Kontron Microspace MSMG104+ (рис. 8), поддерживающей подключение до 3 видеокамер с выходами CVBS и 1 камеры с выходом S-Video (30 кадров в секунду в разрешениях PAL или NTSC). Можно добавить ко всему этому еще и блок питания, например, 75-ваттный модуль Kontron Microspace MSMPS104B, который, как и вышеупомянутая плата видеозахвата, существует в версии для температурного диапазона -40… +85 °C. При желании получившуюся «этажерку» легко нарастить модулями с интерфейсами Serial ATA 300 или сетевыми картами. Чтобы превратить итоговый «сэндвич», содержащий всю необходимую периферию, в законченную систему, заказчику будет достаточно заключить его в подходящий корпус либо поручить эту операцию самому холдингу Kontron, который в этом случае будет выступать в роли поставщика готовых решений.

Рис. 8. 4‑канальная плата видеозахвата
Kontron Microspace MSMG104+

Законченные системы типа Box PC

Как уже говорилось, продуктовое предложение Digital-Logic, вошедшее в портфолио холдинга Kontron, включает не только отдельные комплектующие, но и законченные решения на базе PC/104-совместимых модулей, в частности, встраиваемые компьютеры типа Box PC. В качестве примера такого компьютера можно привести Kontron Microspace MPCX28R (рис. 9) — компактную защищенную систему с увеличенным жизненным циклом, ориентированную на железнодорожные приложения (имеется сертификат соответствия стандарту EN50155 по классу TX). Система Microspace MPCX28R базируется на малопотребляющем процессоре Intel Atom Z530 с тактовой частотой 1,5 ГГц, поддерживает до 1 Гбайт памяти и имеет изолированный блок питания на 1,5 кВ. Питание выведено в защищенный разъем M12; подключение через M12 доступно также для портов Fast Ethernet и порта USB 2.0. Компьютер — без вентилятора, заключен в прочный корпус из профилированного алюминия и рассчитан на эксплуатацию при температуре от -25 до +70 °C. В качестве локальных накопителей могут использоваться 2,5-дюймовые диски с интерфейсом Serial ATA 300 либо карточки CompactFlash. Два слота PCI Express MiniCard позволяют добавлять в систему интерфейсы шины CAN, модули GPS, модули для подключения к беспроводным и сотовым сетям и другие дополнительные функции, а порт eSATA обеспечивает возможность подключения внешних накопителей. На передней панели имеются 2 порта USB 2.0, два 3,5-мм аудиоразъема (вход и выход) и отверстие для установки SIM-карты с целью реализации поддержки мобильных сетей. Сзади есть два дополнительных порта USB 2.0 и выход DVI-I для подключения аналоговых и цифровых дисплеев с разрешениями до 2048×1536. Также в наличии два надежных разъема D-sub, реализующих COM-порты (RS232C и RS422/485), и изолированные линии цифрового ввода/вывода. Компьютер Microspace MPCX28R может работать под управлением операционных систем Windows XP Embedded, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 и Linux.

Рис. 9. Защищенный железнодорожный компьютер Kontron Microspace MPCX28R

Ценное наследие

Процессорные платы и модули ввода/вывода в формате PC/104 остро востребованы отраслью: эксперты аналитического агентства Venture Development Corporation (VDC) полагают, что при среднегодовых темпах роста в 5,6% мировые объемы продаж оборудования PC/104 превысят $300 млн уже в 2010 году (рис. 10). Следует учесть, что, по данным агентства VDC, около 81% спроса на продукцию PC/104 приходится на Северную Америку и Европу (рис. 11), причем самый быстрый рост демонстрирует европейский рынок сбыта.

Рис. 10. Динамика рынка PC/104

Рис. 11. Продажи оборудования PC/104 в различных регионах

Будучи одним из локомотивов мировой индустрии ВКТ, холдинг Kontron не может не понимать важности сегмента PC/104 для бизнеса самого холдинга и для всего рынка Embedded. Представители Kontron говорят, что в своей деятельности по направлению PC/104 они будут придерживаться той же политики, что и компания Digital-Logic, что подразумевает высочайшее качество продукции и ориентацию на заказчика. Это хорошо согласуется со статусом холдинга Kontron как ведущего глобального поставщика встраиваемых компьютерных технологий с годовым оборотом в полмиллиарда евро, имеющего богатый опыт по части приобретения различных компаний и эффективного управления ими. Для холдинга Kontron сегмент PC/104 имеет очень большое значение. PC/104-совместимые аппаратные средства сравнительно недороги и повсеместно распространены, при этом данное оборудование, а также платформы, для которых модули PC/104 и их производные выступают в качестве плат расширения, позволяют реализовывать самые смелые задумки разработчиков в плане производительности, пропускной способности, функциональности и защищенности конечных решений. Можно не сомневаться в том, что новый владелец окажется достойным продолжателем традиций ведения бизнеса, которые ассоциируются у разработчиков высоконадежных систем с именем Digital-Logic.

Литература

1. www.digitallogic.com
2. www.kontron.com
3. www.pc104.org

Parabel: Quasar PC104 – плата E1 для Asterisk в формате PC104+

Особенности PC-104+ формфактор 4 или 8 портов E1 Автоматический выбор канала синхронизации Bus Muster DMA Встроенный TDM коммутатор Opensource драйвер для ОС Linux (x86, x64) Утилита для диагностики E1 потоков Работает с IP АТС поддерживающими DAHDI – Asterisk (FreePBX), FreeSwitch, Yate Ресурсы

Описание

Многоканальная интерфейсная карта Quasar-PC104 предназначена для подключения каналов E1 к компьютерам под управлением софт АТС Asterisk. Адаптер выполнен в формате PC-104+. Аппаратные ресурсы карты  позволяют обеспечить одновременную обработку до 256 голосовых каналов, а также кросс-коммутацию каналов без нагрузки на центральный процессор сервера. Поддержаны режимы работы телефонных CAS и CCS сигнализаций, включая SS7.

Технические характеристики устройства

Уровень входного сигнала	0..-40 db, автоматическая регулировка усиления
Типы кодирования	AMI, HDB3
Режимы синхронизации на E1 линии	Master, slave
E1 сверхциклы	CRC4, CAS
Параметры TDM коммутатора	Встроенный, полнодоступный, 256×256 таймслотов
Тип разъемов E1	IDC 10
Тип шины	PC-104+ Используется только PCI, 3V или 5V варианты, имеется селектор адреса на 4 слота

Коды продукции для заказов

Quasar-8PCI-PC104	8 E1 портов
Quasar-4PCI-PC104	4 E1 порта
Quasar-8PCI-PC104-5	8 E1 портов, расширенный t диапазон
Quasar-4PCI-PC104-5	4 E1 порта, расширенный t диапазон

Область применения адаптеров Quasar-PC104

• организация сетей связи в специальных и тяжелых условиях эксплуатации
• компактные и автономные решения

Примеры конфигурации

Основание фасадной пилястры из полистирола Leptonika PC 104, цена

Основание фасадной пилястры из полистирола Leptonika PC 104   Еще каких-нибудь сто лет назад невозможно было представить экстерьер здания, будь он в стиле модерн либо классическим, без элементов лепного декора. И не без оснований. Лепной декор – это свидетельство вкуса, удивительная изысканность и, вместе с тем, чувство меры. Красоту деталей коллекции Leptonika и легкость монтажных работ дополняют прочностные характеристики материалов. Пилястры – это особенная изысканная дет…

Читать далее

Материал

Полистирол с защитным покрытием

Место применения

Для дома, Для коттеджа

Морозостойкость ?

Морозостойкость – способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного понижения прочности. Основная причина разрушения материала под действием низких температур – расширение воды, заполняющей поры материала при замерзании.

Да

Объекты применения

Для фасада

Степень блеска ?

Блеском (глянцем) называется способность поверхности отражать свет без рассеяния. Степень блеска показывает количество отраженного под углом от поверхности света выраженное в процентах от падающего. У матовых покрытий значения ближе к 0, у глянцевых ближе к 100.

Матовая

Стиль

Классика

Страна производства

Украина

Одноплатные компьютеры PC-104, пригодные для военных применений

Низкие цены на COTS SBC могут часто соответствовать счету в mil / aero

Формат PC-104 для одноплатных компьютеров может показаться старомодным и может быть заменен на COM Express, но есть много производителей из них и многие коммерческие для них коммерческие коммерческие приложения (COTS). Платы PC / 104 доступны в сотнях ароматов от десятков производителей по всему миру. Независимо от того, что вам нужно, вы, скорее всего, найдете его в модуле PC / 104. И все эти платы работают вместе, поэтому ваша система быстро объединяется. Если вам нужна дополнительная функциональность на более поздний срок, просто добавьте еще одну доску в стек. Складываемые форматные карты основаны на компьютерах – например, процессоры x86 и сопутствующее программное обеспечение. И они относительно низки в цене.

Для военных приложений эти платы должны соответствовать спецификациям температуры, удара и вибрации, и они имеют долгосрочную доступность. Я обнаружил лишь некоторые из многих таких плат, которые поступают, по крайней мере, из дюжины производителей.

Алмазные системы

Diamond Systems Athena III PC / 104 single SBC оснащен процессором Intel Atom E640T с тактовой частотой 1, 0 ГГц, 1 Гбайт припаянного DDR2 DRAM, портом Gigabit Ethernet и системой сбора данных. Он может отвечать требованиям спецификации IEC68-2-27 и спецификациям вибрации MIL-STD-810E 514.4 и имеет диапазон рабочих температур от -40 ° C до 80 ° C. Сбор данных о плате включает 16-канальный 16-разрядный АЦП с частотой дискретизации 150 кГц и четыре 12-разрядных ЦАП.

В качестве примера приложения, мы можем посмотреть на систему управления оружейной станцией, которая была сделана европейским производителем военной техники и предоставлена ​​в программу транспортного средства армии США. Блок управляет системой стрельбы из движущегося военного транспортного средства, которое часто перемещается по пересеченной местности. Производитель выбрал пользовательский вариант Athena II SBC в качестве процессора управления. SBC должен быть небольшим и иметь полный аналоговый, цифровой и последовательный ввод-вывод с отличной точностью аналоговой калибровки и графическим интерфейсом дисплея.

Клиент воспользовался программой Ruggedization Diamond Systems, которая добавила конформное покрытие SBC и флеш-диска. Артиллерийская система также подвергается относительно большому количеству ударов и вибрации, и SBC должен был пройти испытания вибрации MIL-STD-810E 514.4. Чтобы успешно выполнить спецификацию, Diamond заменил все стандартные разъемы с фиксирующими версиями, которые увеличили контактное покрытие. Кроме того, разъем PC / 104 из-за возможного износа вибрации между сопряженными контактами был заменен высоконадежным соединителем типа MIL. Все перемычки установки были заменены паяными резисторами с нулевым сопротивлением и, чтобы противодействовать воздействию экстремальных вибраций сверх и выше, чем у MIL-STD-810, все чипы BGA были заполнены, чтобы устранить любое трещинообразование с пайкой между правление и BGA земли. С тех пор Diamond обновил SBC до версии Athena III (обратно совместимый). Athena III PC / 104 SBC поставляется в различных моделях, начиная с менее 750 долларов в объеме.

VersaLogic

Cougar VL-EPM-14 от Versalogic находится в форм-факторе PC / 104- Plus и использует процессор AMD Geode LX 800 с тактовой частотой 500 МГц. Карта занимает менее 5 Вт и имеет 256 Гбайт памяти DDR, с пайкой и компактную вспышку. Он проверен на эти характеристики удара и вибрации:

Вибрация, синусоидальная развертка MIL-STD-202G, метод 204, модифицированное состояние A

Вибрация, случайный MIL-STD-202G, метод 214A, условие A

Механический удар MIL-STD-202G, метод 213B, состояние J

VL-EPM-14 имеет 10/100 Ethernet, четыре порта USB 2.0, RS-232, RS-485 и порт IDE. Он оснащен высокопроизводительным видео с разрешением до 1600 x 1200 с аналоговыми и LVDS-интерфейсами. Стоимость этой карты составляет 649 долл. США / 10.

Advantech

PCM-3363Z2-1GS6A1E от Advantech предлагает одноядерный процессор Atom N455 с тактовой частотой 1, 66 ГГц и 1 ГБ оперативной памяти DDR3. Плата «HALT протестирована и имеет 100% -ный блокированный разъем» для повышения надежности, и она работает от -40 ° C ~ 85 ° C (только для версии PCM-3363Z2-1GS6A1E).

Карта имеет 18- / 24-битный VGA-выход, Gigabit Ethernet, четыре порта USB 2.0, RS232 / 485, разъем CompactFlash (тип I / II), аудио высокой четкости и интерфейс SATA 3 Гбит / с. Потребляемая мощность составляет всего 7, 0 Вт, максимум 11, 8 Вт. Оценено по цене $ 500, 57 за шт. / 10.

PC / 104 – Консорциум PC / 104 Консорциум PC / 104

Что такое PC / 104?

Предлагаемое расширение IEEE-P996

Хотя модули PC / 104 производятся с 1987 года, официальная спецификация не публиковалась до 1992 года. С тех пор интерес к PC / 104 резко возрос: более сотни различных модулей PC / 104 были представлены более чем тремя дюжинами производителей. Таким образом, как и сама оригинальная шина ПК, PC / 104 является выражением существующего стандарта де-факто, а не изобретением и разработкой комитета.В 1992 году IEEE начал проект по стандартизации реализации спецификации IEEE P996 (проект) в сокращенном форм-факторе для ПК и шин ПК / AT для встраиваемых приложений. Спецификация PC / 104 была принята в качестве «базового документа» для этого нового проекта стандарта IEEE, называемого стандартом P996.1 для компактных модулей встраиваемых ПК.

Ключевые различия между PC / 104 и обычной шиной ПК (IEEE P996):

• Компактный форм-фактор . Размер уменьшается до 3.6 на 3,8 дюйма.
• Уникальный автостекольный автобус . Устраняет стоимость и объем объединительных плат и каркасов для карт.
• Штекерные разъемы. Прочные и надежные штекерные / розеточные разъемы на 64 и 40 контактов заменяют стандартные разъемы Edgecard.
• Шинный привод с ослабленным током (6 мА). Снижает энергопотребление (до 1-2 Вт на модуль) и сводит к минимуму количество компонентов.

Благодаря PC / 104 компании, внедряющие компьютерные технологии в приложения с ограниченным пространством, теперь могут извлечь выгоду из стандартизированной системной архитектуры с широким спектром поддержки от различных поставщиков.

Два способа использования модулей ПК / 104

Хотя возможности конфигурации и применения модулей PC / 104 практически безграничны, есть два основных способа их использования во встроенных системах:

Автономные стеки модулей. Как показано на рис. 2, модули PC / 104 складываются в самостек. При таком подходе модули используются как сверхкомпактные шинные платы, но без необходимости использования объединительных плат или каркасов для карт. Сложенные модули разнесены на 0.6 дюймов друг от друга. (Размер стека из трех модулей, показанного на рис. 2, составляет всего 3,6 на 3,8 на 2 дюйма). Компании, использующие стеки модулей PC / 104 в своих продуктах, часто создают один или несколько собственных модулей PC / 104 для конкретных приложений.

Компонентные приложения. Другой способ использования модулей PC / 104 проиллюстрирован на рисунке 3. В этой конфигурации модули функционируют как высокоинтегрированные компоненты, вставленные в специальные несущие платы, которые содержат специфичные для приложения интерфейсы и логику.Шина самоустанавливания модулей может быть полезна для установки нескольких модулей в одном месте. Это облегчает будущие обновления продукта или дополнительные возможности, а также позволяет временно добавлять модули во время отладки или тестирования системы.

Скачать спецификацию PCI / 104

Членство – Консорциум PC / 104 Консорциум PC / 104

Почему вам следует присоединиться к Консорциуму:

Мы часто спрашиваем наших членов, почему они присоединились к Консорциуму.Вот пять основных ответов:

• Помогите сформировать будущее стандартов рынка встраиваемых систем
• Получите ранний доступ к новым разработкам в отрасли
• Самый эффективный способ привлечь внимание пользователей встраиваемых технологий
• Признание крупным игроком на рынке встраиваемых систем
• Гибкие уровни членства и участия

Как присоединиться к Консорциуму

Консорциум PC / 104 зарегистрирован в Калифорнии как некоммерческая торговая ассоциация.Членство открыто для компаний по всему миру, которые предлагают или используют продукты, поддерживающие стандарт PC / 104 или предназначенные для приложений PC / 104. Консорциум предлагает четыре категории членства. Каждый обеспечивает уникальный уровень участия и финансовых обязательств:

• Исполнительные члены: 5000 долларов США в год
• Ассоциированные члены: 1750 долларов США в год
• Аффилированные члены: 750 долларов США в год

Исполнительные, ассоциированные и аффилированные члены наиболее полно участвуют в деятельности Консорциума и получают следующие технические и маркетинговые преимущества:

• Электронные информационные бюллетени и другие сообщения для членов
• Включение в каталог участников этого веб-сайта с возможностью поиска
• Включение их продуктов в каталог продуктов с возможностью поиска на веб-сайте
• Участие в мероприятиях по связям с общественностью, спонсируемых Консорциумом
• Разрешение на использование логотипа PC / 104 в своих маркетинговых материалах.

Кроме того, ассоциированные и исполнительные члены имеют право голоса по техническим и организационным вопросам. Только исполнительные члены имеют право голосовать и выступать в качестве членов Совета директоров Консорциума.

Для получения подробного списка преимуществ членства щелкните здесь.

Бесплатная техническая поддержка

Служба технических ресурсов Консорциума PC / 104 состоит из группы из примерно десятка исполнительных членов, которые вызвались предоставлять информацию и отвечать на вопросы, касающиеся технологии PC / 104.Вопросы следует отправлять в штаб-квартиру Консорциума PC / 104, где их можно отслеживать и отвечать на них в течение очень короткого периода времени.

Щелкните здесь, чтобы запросить службу технической поддержки.

Присоединиться к ПК / 104

Или вы можете связаться с офисом и запросить отправку заявки вам. Нажмите здесь, чтобы связаться с нами.

ПК / 104 Продукции

PC / 104 является основой индустрии встраиваемых систем с 1991 года.Diamond Systems была одним из первых поставщиков модулей PC / 104 и основателем Консорциума PC / 104, поэтому немногие компании могут сравниться с нашим уровнем опыта или знаний. Сегодня Diamond Systems предлагает широкий ассортимент надежных одноплатных компьютеров PC / 104 и наращиваемых модулей ввода-вывода.

Большинство продуктов Diamond имеют повышенную прочность, позволяющую работать в суровых условиях. Они отличаются расширенным диапазоном рабочих температур от -40 ° C до + 85 ° C, а также высокой устойчивостью к ударам и вибрации.

Платы

PC / 104 представляют собой идеальное решение для встраиваемых приложений, которые включают любое из следующих требований:

Стек PC / 104, включая SBC и модули ввода / вывода

Быстрое время выхода на рынок

Высокий уровень ввода / вывода

Высокая прочность

Гибкость конфигурации

Готовые упаковочные решения

Стекируемый характер PC / 104 означает отсутствие объединительных плат, что приводит к меньшему размеру, более низкой стоимости и во многих случаях повышенной прочности по сравнению с альтернативными форм-факторами.

Одноплатные компьютеры

Diamond предлагает линейку SBC малого форм-фактора с расширением PC / 104 и PC / 104 с низким, средним и средним-высоким уровнем производительности, с расширенными температурными режимами работы от -40 ° C до + 85 ° C и высокой устойчивостью к ударам и вибрации. . Наше руководство по выбору поможет вам выбрать наиболее подходящий SBC. Diamond лидирует в отрасли, предлагая кондуктивное охлаждение с расширением PC / 104, что позволяет использовать наши платы в суровых условиях с широким температурным диапазоном.

Многие из наших SBC представляют собой продукты «2-в-1», которые включают полную схему сбора данных прямо на плате процессора, помогая уменьшить размер и вес вашей системы, а также сократить время логистики и сборки. Наши SBC 2-в-1 могут быть настроены для включения вашей собственной специальной схемы ввода-вывода на плате вместо нашей схемы сбора данных. В дополнение к преимуществам, описанным выше, этот подход может значительно сократить время вывода вашего продукта на рынок, поскольку сложная схема процессора уже завершена и проверена.Посетите нашу страницу SBC 2-в-1, чтобы узнать больше.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть список всех наших SBC.

Модули ввода / вывода

Diamond предлагает один из самых широких диапазонов модулей ввода-вывода PC / 104 в отрасли. В нашу обширную линейку прочных модулей расширения ввода / вывода для работы в широком диапазоне температур входят:

• Аналоговый ввод / вывод и аналоговый вывод
• Цифровой ввод / вывод
• Оптоизолированные входы и релейные выходы
• Функции счетчика и таймера
• Последовательные порты RS-232/422/485
• Сети 10/100 и Gigabit Ethernet
• CANbus
• GPS и беспроводной
• Настраиваемые ПЛИС

Наши модули сбора данных признаны одними из лучших из имеющихся и предлагают лучшую в отрасли автокалибровку для максимальной точности по времени и температуре.

Щелкните любую из категорий ввода-вывода ниже, чтобы узнать больше о наших продуктах.

Аналоговый ввод / вывод	Ведущее в отрасли семейство модулей сбора данных с функциями A / D, D / A, DIO и счетчика / таймера
Цифровой ввод / вывод	Программируемые двунаправленные цифровые входы / выходы, счетчики / таймеры, оптоизолированные входы и релейные выходы
Коммуникационный ввод / вывод	Стандартные и оптоизолированные последовательные интерфейсы RS-232/422/485, Ethernet, WLAN, CANbus, GPS и функции цифрового ввода / вывода
Источники питания	Источники питания постоянного и постоянного тока и штабелируемые аккумуляторные батареи

Продукция на заказ

Semi-Custom Реле и опто в плате	Full Custom Двойная плата LAN

Diamond имеет обширный опыт разработки специализированных плат PC / 104 SBC и плат ввода-вывода для клиентов во всех отраслях промышленности.Некоторые продукты представляют собой частично изготовленные по индивидуальному заказу, незначительные варианты стандартных продуктов, в то время как другие представляют собой полностью изготовленные по индивидуальному заказу.

Посетите нашу страницу услуг по настройке, чтобы узнать больше.

Логотип Diamond Systems является товарным знаком Diamond Systems. Корпорация. PC / 104 и PC / 104- Plus являются товарными знаками PC / 104 Embedded Consortium. Все остальные товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев.

Описание PC104 – Apex Embedded Systems LLC

PC / 104 (или PC104) определяется набором стандартов как для своего компактного размера, так и для компьютерной шины.Это миниатюрная форма ПК, в результате которой появились приложения, требующие прочности, надежности и долгого срока службы. PC / 104 C ircuit C ard A ssemblies (CCA) также называются модулями. Модули PC / 104 штабелируются без необходимости в объединительных панелях или стойках, что приводит к очень компактной сборке.

Компьютерная шина, которая используется совместно модулями, может быть ISA, PCI, PCIe или даже USB. Надежные 64- и 40-контактные штыревые и розеточные разъемы позволяют штабелировать или располагать компоненты бок о бок и обеспечивают надежный механический интерфейс.

PC / 104 относится к товарной категории C O ff- T he- S helf (COTS), поскольку используется для поддержки многих сложных промышленных, военных и аэрокосмических рынков в долгосрочной перспективе. COTS используется как аббревиатура для обозначения готового продукта с длительным сроком службы. PC / 104 также попадает в классификацию ограничений относительно S ize, W восьми a nd P ower (SWaP) или даже S ize, W восьми a nd P ower и C ost (SWaP-C).

Существует очень большая экосистема, поддерживающая PC / 104 от ЦП, цифрового ввода-вывода, аналогового ввода-вывода, сбора данных, последовательного ввода-вывода, приемников GPS, источников питания и многого другого. Существуют сотни, если не тысячи индивидуальных решений, созданных на протяжении многих лет для решения очень специфических проблем приложений.

Несмотря на то, что технология шины ISA очень старая, она очень хорошо известна, и для многих приложений этого вполне достаточно и требует небольшой сложности программного обеспечения для создания системы, позволяющей сосредоточить усилия на приложении, а не на аппаратной реализации.Именно эта простота, легкость для понимания и длительная доступность делают его очень полезным для многих приложений. Более того, многие модули ЦП PC104 продолжают поддерживать интерфейс шины ISA, позволяющий использовать сложные графические интерфейсы пользователя или анализ сигналов с низкой сложностью программного обеспечения ввода-вывода.

PC104 особенно полезен для исследований, тестирования и мелкосерийного производства. Еще одно большое преимущество PC / 104, о котором часто забывают, – это его масштабируемость, позволяющая быстро добавлять или менять модули, расширяющие возможности системы.Разработка программного обеспечения для настольных ПК во многих случаях может быть быстро перенесена в стек PC / 104 почти напрямую.

Как PC / 104 снижает риск

PC / 104 Спецификация

Стекируемый

Модули

PC / 104 можно наращивать, чтобы избежать дополнительных затрат на объединительные платы или каркасы для карт. Модули штабелируются, как правило, на расстоянии 0,6 дюйма друг от друга, хотя в некоторых ситуациях вы можете раздвинуть их на 0,5 дюйма (да, это нарушает спецификацию, но мы смогли добиться этого во многих ситуациях).Стек из трех досок обычно занимает 3,6 на 3,8 на 2 дюйма или около 28 кубических дюймов. В некоторых случаях вы можете поместиться в немного меньший объем, используя по возможности 0,5-дюймовые распорки.

Интересно, что расположение стека обеспечивает очень жесткий стек из-за небольшого размера платы, больших разъемов и механического оборудования, которое удерживает стек вместе.

Параллельная

В этом подходе вы используете модули PC / 104 в качестве компонентов на сопрягаемой плате большего размера, как показано на изображении ниже.Если модули PC / 104 взаимодействуют с множеством других субкомпонентов и есть необходимость объединить сигналы на несколько внешних разъемов, это может быть отличным способом реализации.

В качестве альтернативы, если вы пытаетесь втиснуться в не очень глубокий корпус, например в 19-дюймовую стойку, или при других механических ограничениях, не допускающих возможности штабелирования, это может быть жизнеспособным решением.

Простой пример показан на рисунке ниже. В решении может быть 1, 2, 3, 4 или более модулей PC / 104 на более крупной базовой плате, где базовая плата выводит все операции ввода-вывода только на несколько разъемов ввода-вывода.

PC / 104 ™ Стандартные продукты | Samtec

Samtec не дает никаких гарантий относительно пригодности своих продуктов или моделей для какого-либо конкретного применения. Samtec оставляет за собой право вносить изменения в любое время без дополнительного уведомления. Модели были разработаны с использованием номинальных значений физических размеров и свойств материала, а также конкретных условий заземления и граничных условий.Фактические внутрисхемные характеристики могут значительно отличаться от результатов моделирования. Все параметры должны быть подтверждены техническими экспертами заказчика. Загружая модель, пользователь соглашается освободить Samtec от любой ответственности, связанной с использованием или применением модели или продукта. Приведенные здесь модели предназначены только для рассмотрения покупки / использования продуктов Samtec, Inc. («Samtec») и содержат информацию, являющуюся собственностью Samtec, наших различных лицензиаров или того и другого.Samtec не предоставляет явных или подразумеваемых прав или лицензий в соответствии с какими-либо патентами, авторскими правами, товарными знаками или другими правами собственности, а использование моделей для создания, обратного проектирования или копирования строго запрещено. Используя эти модели, пользователь соглашается не нарушать, прямо или косвенно, какие-либо права на интеллектуальную собственность Samtec и признает, что Samtec, наши различные лицензиары или оба владеют всей интеллектуальной собственностью в них. Модели представлены «КАК ЕСТЬ». Хотя Samtec прилагает все усилия для предоставления точной информации, она не гарантирует, что модели не содержат ошибок или дефектов, а также не гарантирует их точность, надежность или иное использование.Пользователь соглашается с тем, что доступ к моделям и их использование осуществляется на его страх и риск. НИКАКИХ ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ГАРАНТИЙ, ВКЛЮЧАЯ ЛЮБЫЕ ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ ИЛИ ЛЮБОГО РОДА, ПРЕДОСТАВЛЯЮТСЯ.

Нажмите здесь, чтобы принять условия и положения:

Я принимаю

5 причин, по которым вам следует заботиться о ПК / 104

Пресс-служба, VersaLogic Corporation, 14.04.20

Уместно спросить, почему кто-то будет проектировать с использованием форм-фактора, который был первоначально создан еще в 1987 году, особенно в мир, в котором бытовая электроника заставляет нас каждый год ожидать новейших и лучших технологий.

Но, говоря о промышленных, военных и медицинских приложениях, есть еще множество веских причин, по которым платформа PC / 104 останется сильной в 2020 году и в будущем.

Спросите себя: работаете с продуктом, который является стабильным, надежным, гибким, расширяемым, прочным и поддерживаемым с длительным (более 10 лет) жизненным циклом продукта – то, что вы ищете при разработке своей следующей системы? Если да, то посмотрите на одноплатные компьютеры PC / 104 и посмотрите, как они складываются!

Форм-фактор PC / 104 – это наращиваемый, прочный, компактный и привычный.Преимуществ много, но мы составили нашу пятерку лучших:

# 1 – Прочный и надежный

Задолго до Raspberry Pi и Arduino компьютеры PC / 104 начали свое существование и быстро получили широкое распространение как . Стандарт для промышленных защищенных встраиваемых компьютеров. В отличие от Raspberry Pi и Arduino, PC / 104 был разработан, чтобы надежно работать при температурах от -40 ° до + 85 ° C и выдерживать удары и вибрацию в соответствии с MIL-STD-202, что делает PC / 104 идеальным выбором для широкого диапазона промышленное и военное применение.

VersaLogic проектирует и производит прочные, надежные компьютеры PC / 104 (например, EPM-14 Cougar , показано справа) с самого начала, и мы используем этот 30-летний опыт для создания качественных продуктов PC / 104, которые имеют чрезвычайно долгое время безотказной работы (среднее время наработки на отказ). Это означает, что независимо от условий, когда вам это нужно, компьютеры VersaLogic PC / 104 доставят вас!

# 2 – Долговременная (длительная доступность)

Технология подобна реке, которая всегда течет и извивается через ландшафт.Некоторые места бушуют, полны порогов и бурной воды, но если вы готовы рискнуть или не беспокоитесь о результате, эти места будут быстрыми и захватывающими!

Отрасли, такие как производство медицинских устройств , также должны плыть по реке технологий, но их желания отличаются от самой быстрой езды. Они хотят войти в воду в нужном месте, где она спокойная, испытанная и известна большинство опасностей. Они хотят посмотреть вниз по течению и увидеть длинный устойчивый участок воды, на который они могут положиться во время своего путешествия по нормативным водам строительства медицинских устройств.

VersaLogic долгое время является поставщиком компаний-производителей медицинского оборудования по всему миру, обеспечивая стабильные, надежные и долгосрочные платформы (например, EPM-16 TomCat ), чтобы помочь компаниям, которые ценят долгосрочную доступность, ориентироваться в воде.

Использование программ VersaLogic MCOTS для поставки специализированных продуктов (по мере необходимости), блокировки версии платы или замораживания спецификации, наряду с превосходным управлением цепочкой поставок, которое следит за неспокойной водой, уведомляет вас о проблемах или изменениях и предвидит требований клиентов, храня запасы критически важных компонентов, необходимые для доставки ваших плат в течение многих лет (или даже десятилетий) и помогая сохранять спокойствие в воде.Позвольте VersaLogic быть вашим проводником по обеспечению долгосрочной доступности.

# 3 – Обширная экосистема

Что вообще означает PC 104? Что ж, ПК означает персональный компьютер (в конце концов, это началось в 80-х), а 104 относится к 104-контактному разъему шины ISA, который использовался в первоначальной конструкции.

В результате принятия стандарта консорциумом PC / 104 Consortium сотни поставщиков начали производить все типы дополнительных (стековых) аксессуаров, о которых вы только можете подумать, исходя из общих потребностей, таких как дополнительные порты последовательной связи (CAN , RS-232, RS-485, Fieldbus, авиационная шина и т. Д.), для добавления управления цифровым вводом / выводом, аналоговых входов и выходов, релейного управления для более конкретных потребностей, таких как устройства захвата кадров, цифровой сигнальный процессор (DSP), сервоуправление, цифровые преобразователи и другие более специфические или разработанные по индивидуальному заказу модули PC / 104.

За последние 30 лет эта экосистема дополнительных опций только продолжала расти, чтобы соответствовать потребностям рынка, а спецификация форм-фактора PC / 104 выросла, чтобы идти в ногу с растущими технологическими требованиями. Формат был обновлен с помощью шины PCI, чтобы увеличить пропускную способность, а затем с помощью интерфейса PCIe, чтобы еще больше увеличить пропускную способность.Каждое поколение поддерживается постоянно расширяющейся экосистемой.

Экосистема PC / 104 поддерживает новые проекты, обеспечивая доступ к готовым решениям для большинства процессоров и операций ввода-вывода. Это резко сокращает время разработки, время вывода продукта на рынок, сохраняя при этом возможность обновления проекта с течением времени.

Работая с партнером для долгосрочной доступности , таким как VersaLogic, вы можете снизить риск устаревания, а также получить стандартизированный путь для миграции (при необходимости). Экосистема PC / 104 позволяет вам сосредоточить свои усилия, энергию и ресурсы на самом важном: на собственной интеллектуальной собственности и разработке системы.

# 4 – Размер имеет значение

SWaP ( S ize, W восемь a nd P ower) является одним из фундаментальных принципов, на которых основан форм-фактор PC / 104. Идея была достаточно простой: взять мощь «персонального компьютера» и сделать формат меньшего размера, более прочным и потребляющим как можно меньше энергии, чтобы удовлетворить потребности отрасли.

Как и в случае со всеми технологиями, стремление сделать следующее поколение встраиваемых компьютеров меньше и мощнее, вызванное взрывом миниатюризации электроники за последние 30 лет, привело к появлению множества других стандартов и размеров для одноплатных компьютеров.

Форм-факторы, такие как mini ITX (VIA 2001), NUC (Intel, 2013), Nano ITX (VIA, 2003), ETX (Kontron, 2005) и даже COM Express (который не является одноплатным компьютером и требует наличия development или custom baseboard), который позже был выпущен в 2005 году другой группой компаний, составляющих консорциум PICMG , который начал свою деятельность в 1994 году, и, конечно же, последний, Raspberry Pi (который НЕ является промышленным компьютером).

Все эти форматы нашли себе применение, некоторые чаще других, а многие были объявлены заменой компьютерам PC / 104, сигнализируя о том, что конец близок.Оказывается, некоторые из этих форматов на самом деле были меньше, чем занимаемая площадь PC / 104 (90 мм x 96 мм); они, как правило, использовали одни и те же процессоры (или часто детали, рассчитанные только на коммерческие температуры) и предлагали почти такую ​​же производительность, но в большинстве случаев потребляли больше энергии и имели более короткий жизненный цикл.

Для тех, что были меньше, им не хватало необходимых функций, расширения и долговечности. Ни один из них не мог обратиться к прочному, наращиваемому расширению, которое предлагает PC / 104, или поставлялся с огромной экосистемой опций расширения.

Если размер имеет значение для вас и принципы SWaP применимы к вашему следующему проекту, взгляните на линейку одноплатных компьютеров VersaLogic с низкой, средней и высокой производительностью P C / 104 . VersaLogic поддерживает тысячи инженеров-проектировщиков, которые построили десятки тысяч систем, используемых сегодня во всем мире в сложных условиях, выполняющих критически важные функции.

# 5 – Не только ISA Anymore

Зачем мне использовать стандарт, построенный вокруг шины ISA… вы говорите? Что ж, именно доступ к расширению шины ISA с его гибким и надежным стеком сделал PC / 104 таким успешным.Эти преимущества сохраняются и сегодня, поскольку стандарт PC / 104 расширился и теперь включает шину PCI и шину PCI Express (Gen 1, 2 и 3).

Проектирование с помощью PC / 104 сегодня не означает использование шины ISA. Постоянное развитие стандарта и включение новых функций, таких как встроенная eMMC или запаянная оперативная память, продолжают наследие прочности при небольшом размере.

Дополнительные возможности расширения, такие как разъем (ы) mini PCIe, могут использоваться для гибких дополнительных модулей, таких как твердотельное хранилище большой емкости (mSATA), GPS, PoE, AIO, DIO, последовательная связь (RS232, RS422, RS485, CAN) , Wi-Fi, сотовая связь и многое другое.

Соедините надежный и стабильный одноплатный компьютер, такой как VersaLogic EPMe-30 (Bengal) , с его шиной расширения PCIe (OneBank) с 4-портовой платой mini PCIe; предоставляя вам до 5 разъемов для гибкого расширения mini PCIe , все в пространстве примерно 90 мм x 96 мм x 50 мм, которым вы можете доверять в агрессивной среде и рассчитывать на то, что они будут доступны в течение многих лет (или десятилетий).

Будущее из прошлого – ПК / 104 компьютеры

VersaLogic стремится создавать надежные одноплатные компьютеры PC / 104.Многие из нас всю свою жизнь проработали на том участке технологической реки, где ценятся стабильность и надежность, как, например, Old Man River с его длинной белой бородой, полный мудрости и знаний о прошлом, смотрящий на реки, идущие впереди.

Что впереди? В зависимости от ваших потребностей будущее может быть уже здесь. Например: EPMe-42 (Lion) , показанный справа, обеспечивает производительность Intel Core i7 с расширением PCI / 104-Express OneBank. Этот король джунглей обеспечивает выдающуюся производительность в небольшом корпусе – всего 12-13.5 Вт в зависимости от модели, гибкость и долговечность доступны в течение многих лет.

Но, как и в прошлом, последние требования многих надежных реальных приложений, разрабатываемых для рынка, сегодня подталкивают (как и раньше в случае настольных компьютеров) к доступу к большей производительности и функциям.

VersaLogic уже работает над разработкой продуктов для этого будущего, и вы сможете узнать больше о наших успехах в этих будущих поворотах реки PC / 104 в будущих записях блога.

Отвечая на вызовы будущего

VersaLogic готова ответить на вызовы сегодняшнего и завтрашнего дня. Мы здесь, чтобы помочь – свяжитесь с нашими инженерами по приложениям, чтобы обсудить потребности вашего проекта, будь то через два месяца или позже.

Заходите в ближайшее время, чтобы получить дополнительную информацию о дальнейших разработках VersaLogic в PC / 104. Вы можете подписаться на информационный бюллетень VersaLogic , , чтобы быть в курсе первых, подписывайтесь на нас на Facebook , Twitter или LinkedIn , или свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши требования!

PC / 104 и малый форм-фактор

Оборонная промышленность была ярким пятном для поставщиков PC / 104 во время экономического кризиса, вызванного пандемией COVID-19, говорят участники – члены Консорциума PC104 – на нашем ежегодном круглом столе.Участники дискуссии обсуждают, как приложения искусственного интеллекта / машинного обучения (AI / ML) будут областью роста для технологий ПК / 104 на нескольких рынках. Они также рассказывают, как такие технологии обработки данных, как Arm и Intel, являются ключевыми для будущих адаптаций PC / 104, и спрашивают, будут ли решения NVIDIA когда-либо найдены в конструкциях PC / 104. В число участников дискуссии входят Рой Килер, старший менеджер по продуктам и развитию бизнеса, аэрокосмическая промышленность и оборона, технология ADLINK и вице-президент по брендингу Консорциума PC104; Флемминг Кристенсен, управляющий директор, Sundance Microprocessor Technology; Джордж Т.Хиллиард, технический директор по продажам, WinSystems; и JC Ramirez, вице-президент ADL Embedded Solutions Engineering (ADLES).

Некоторые уголки вселенной электроники обходятся годами или десятилетиями без значительного технологического обновления. Пассивные электронные компоненты являются хорошим примером, поскольку такие устройства, как резисторы, не могут быть намного эффективнее или дороже, по крайней мере, без революции материалов. Другой – рынок аккумуляторов, где предложения в основном […]

PC104 существует уже более 30 лет. Это долгий срок даже для встраиваемых систем. Несмотря на свой возраст, PC104 остается жизнеспособной и важной архитектурой для встраиваемых систем.

Здравый смысл ясен: не чинить то, что не сломано. На протяжении десятилетий форм-фактор PC / 104 охватывал многие поколения процессоров и интерфейсов, всегда с целью сделать вычислительные решения максимально компактными, модульными и долговечными. PC / 104 остается предпочтительным малым форм-фактором (SFF) для встроенных решений на рынках, где вибрация, колебания мощности, крупный мусор и круглосуточное использование не могут прерывать время безотказной работы критически важных приложений.

Мегатенденции, такие как Интернет вещей, робототехника и последние промышленные инновации, увеличивают спрос на электронные компоненты. Недостаток сырья и производственных мощностей также усугубляется. В результате производители оригинального оборудования ищут способы продлить срок службы своих существующих продуктов, либо применяя обходные пути, либо совершая более крупные закупки […]

Поговорка «чем больше, тем лучше» пронизывает многие области, но в вычислительной технике больший размер почти всегда является помехой.Большие конфигурации требуют энергии и выделяют тепло, занимая драгоценное пространство и потенциально вытесняя другие жизненно важные системы. Даже в 60-тонном бронированном танке размер, масса и мощность (SWaP) остаются на первом месте. Такие среды требуют решений с малым форм-фактором (SFF), которые десятилетиями доминировали в инициативах в области встроенных вычислений.

Надежность и производительность по-прежнему имеют значение для промышленных встраиваемых вычислительных приложений, поэтому стандарт PC / 104 остается лучшим выбором для решений, требующих малых форм-факторов, которые могут надежно работать в суровых промышленных условиях.Хотя дизайнеры по-прежнему выбирают PC / 104 для тяжелых промышленных применений, они также выбирают проверенную временем архитектуру с новыми технологиями […]

Уменьшение размера, веса и мощности (SWaP), а также повышенные требования к стандартизации для приложений, от беспилотных летательных аппаратов до наземных транспортных средств и портативных систем связи, лежат в основе разработки военных источников питания. Между тем, такие инновации, как нитрид галлия (GaN) и карбид кремния (SiC), повышают эффективность.

Радиолокационные системы, системы связи и SIGINT [сигнальная разведка] традиционно объединяли оборудование для обработки датчиков, преобразования данных и обработки сигналов в отдельных корпусах или стойках для оборудования. Аналоговые сигналы для антенн, преобразователей и других датчиков были подключены через кабели, что часто приводило к потерям и помехам в пути. Однако благодаря новому преобразователю данных и технологии программируемых вентильных матриц (FPGA) и развитию открытых встраиваемых вычислительных стандартов разработчики систем теперь могут развертывать подсистемы малого форм-фактора (SFF) на каждом участке датчика для распределенного сбора и предварительной обработки сигналов.Оцифрованные сигналы затем передаются по оптическим кабелям, обеспечивая более высокое качество сигнала на больших расстояниях соединения при одновременном уменьшении размера, веса, стоимости и обслуживания.

Недавно американский интернет-провайдер OneWeb заказал 900 спутников для обеспечения дополнительной глобальной широкополосной связи. Зная, что этот объем составляет более половины от общего числа 1400 спутников, уже находящихся на орбите, и зная, что стоимость отправки одного в космос составляет около 100 миллионов долларов, отрасли необходимо задуматься о новых технологиях, которые могут помочь управлять массой спутников, которые должны производиться каждый год.