CPCI總線(xiàn)在數字化電臺中的設計

　隨著(zhù)現代軍事通信技術(shù)的進(jìn)步，數字化短波電臺逐步往嵌入式、模塊化的方向發(fā)展。CPCI總線(xiàn)作為一種新興的總線(xiàn)技術(shù)，在短波電臺的模塊化設計上具有重要的應用價(jià)值，可以較大程度地提高數字化短波電臺的可靠性和保障性。

CPCI總線(xiàn)架構
CPCI規范是由PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturer’s Group，PCI工業(yè)計算機制造商聯(lián)盟）制定的一種新的開(kāi)放工業(yè)計算機標準，用于工業(yè)和嵌入式應用。它定義了更加堅固耐用的PCI版本，在電氣、邏輯和軟件功能等方面，與PCI標準完全兼容。

CPCI全稱(chēng)Compact PCI，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是PCI specification（PCI電氣規范）加上rugged Eurocard packaging（歐式卡）結構。CPCI模塊以插卡的方式安裝在機箱內的支架上，并采用垂直方向通風(fēng)散熱，具有更好的散熱性和抗震動(dòng)性。這樣，在CPCI系統中就可采用在臺式機中廣泛使用的高性能PCI技術(shù)，降低了新技術(shù)的使用成本，系統的整體性能得以提升。而且，基于PCI技術(shù)的豐富軟件工具，也使得用戶(hù)在使用中更加便捷。同時(shí)，歐式卡結構使得系統的可靠性進(jìn)一步提高。另外采用IEEE 1101.11后端輸出方式，使得對系統的維護更加方便快捷，大大縮短了系統的平均維護時(shí)間。

CPCI系統背板和CPCI板卡采用的是標準2mm高密度氣密性針孔連接器，板卡的尺寸分3U（100mm×160mm）和6U（160mm×233mm）兩種，3U的系統只提供32位/64位的PCI系統總線(xiàn)，6U的系統除了提供32位/64位的PCI系統總線(xiàn)外，還有多達315線(xiàn)的用戶(hù)定義輸入/輸出線(xiàn)，非常適用于數字化短波電臺的模塊化設計應用。CPCI總線(xiàn)具有極高的性能，其主要特點(diǎn)是：

（1）具有地址數據多路復用的高性能32位或64位的同步總線(xiàn)?？偩€(xiàn)引腳數目和部件數量少（對于總線(xiàn)目標設備只有47根信號線(xiàn)，對于主設備最多只有49根信號線(xiàn)），降低了成本及布線(xiàn)復雜度。

（2）CPCI局部總線(xiàn)在33MHz總線(xiàn)時(shí)鐘、32位數據通路時(shí)，可達到峰值132Mb/s的帶寬；在33MHz總線(xiàn)時(shí)鐘，64位數據通路時(shí)可達到峰值264Mb/s的帶寬；在66MHz主頻時(shí)，對于32位數據通路和64位數據通路帶寬的峰值，可分別達到264Mb/s或528Mb/s的帶寬；CPCI總線(xiàn)還有線(xiàn)性突發(fā)傳輸功能，保證了滿(mǎn)載的高速傳輸。

（3）隱蔽的總線(xiàn)仲裁，減小了仲裁開(kāi)銷(xiāo)。

（4）極小的存取延時(shí)，采用總線(xiàn)多主控和異步數據轉移操作。

（5）CPCI提供的數據和地址奇偶校驗功能，保證數據完整性和準確性。

（6）CPCI總線(xiàn)與CPU和時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)，它能支持多個(gè)外設，設備間通過(guò)局部總線(xiàn)可以完成數據快速傳遞，從而很好地解決數據傳輸的瓶頸問(wèn)題。

（7）對CPCI擴展卡及元件，能夠自動(dòng)配置，實(shí)現設備的即插即用。

從結構上看，CPCI總線(xiàn)的特點(diǎn)表明它是一種理想的系統交換平臺的載體，能提供高傳輸帶寬，同時(shí)能夠保證數據完整性和準確性；能夠支持多外設，很好地適應了系統可擴展性的要求；采用的是PCI總線(xiàn)操作規程，很好地適應了一般的PCI擴展元件，降低了開(kāi)發(fā)難度；獨特的引腳及外圍電路設計集連接緊密牢固、抗干擾、易更換、熱插拔等優(yōu)點(diǎn)于一身。背板是CPCI總線(xiàn)架構的基礎，它為CPCI總線(xiàn)交換提供物理連接、電路保證。CPCI背板有8個(gè)插槽，其中一個(gè)為系統板插槽（system slot），其他7個(gè)為外設板插槽（peripheral slot），像這樣一個(gè)系統插槽外帶7個(gè)外設插槽的單元稱(chēng)為一個(gè)CPCI段（CPCI segment）。系統插槽提供總線(xiàn)仲裁、時(shí)鐘分配和整個(gè)CPCI段的重新啟動(dòng)等功能，系統插槽要通過(guò)管理每塊外設插槽上板卡的IDSEL信號來(lái)完成整個(gè)系統的初始化；外設插槽上可以安放簡(jiǎn)單的接口板、智能從屬裝置（intelligence slave）或PCI總線(xiàn)控制裝置（PCI master）。

CPCI總線(xiàn)接口設計
為了提高數字化短波電臺的數據處理能力，可以為其配置ETX嵌入式計算機模塊。雖然ETX嵌入式計算機模塊定義了符合PCI規范的CPCI總線(xiàn)，但由于如上所述的電氣負載的原因，對于PCI/CPCI總線(xiàn)而言，如果總線(xiàn)上連接過(guò)多的電氣負載或設備，總線(xiàn)將不能正常工作。在不擴充總線(xiàn)的情況下，標準PCI總線(xiàn)的驅動(dòng)能力是驅動(dòng)4個(gè)PCI插槽，而CPCI控制器模塊要求驅動(dòng)7個(gè)儀器模塊。因此，即使采用PCI插卡到CPCI插座的物理結構轉換后，嵌入式計算機模塊的PCI總線(xiàn)主橋路仍然不能直接驅動(dòng)CPCI總線(xiàn)。所以在設計數字化短波電臺的CPCI總線(xiàn)時(shí)，需要在ETX嵌入式計算機的CPCI總線(xiàn)和CPCI機箱底板的CPCI總線(xiàn)之間引入了PCI-PCI橋接設備。