嵌入系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：避免追求高性能而產(chǎn)生的問題
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英飛凌汽車電子生態(tài)圈
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嵌入系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：避免追求高性能而產(chǎn)生的問題 | ||
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電路板制造商正在升級自己的產(chǎn)品，為的是打入高性能嵌入系統(tǒng)市場。 中小型公司為 COTS 行業(yè)提供了大部分機(jī)箱、電源、底板和插件板。據(jù)Tek 微系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官 Andrew Reddig 說，“大約 70 家供應(yīng)商競爭COTS電路板業(yè)務(wù)。在這70家供應(yīng)商中，只有約 10 家的年銷售額超過 2500 萬美元?！?BR> 雖然嵌入系統(tǒng)市場很小，但金融分析師們預(yù)計(jì)該市場在不久的將來會得到增長。CIBC公司的資深分析師 Jeff Berson 預(yù)言：“嵌入系統(tǒng)市場會繼續(xù)發(fā)展，增加投資機(jī)會。盡管該市場很小，但在華爾街看來，卻極具吸引力，投資者如能及早參與成長周期，都將會從中獲益?！?BR> 一個(gè)典型的嵌入系統(tǒng)項(xiàng)目可能包括一個(gè)現(xiàn)成的底板、處理器以及用戶接口部分，并可能將定制設(shè)計(jì)工作減少到幾乎沒有硬件設(shè)計(jì)和專用軟件?；诟鞣N標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)可使用兼容的操作系統(tǒng)以及供應(yīng)商提供的驅(qū)動程序和固件樣品，從而也可減少軟件開發(fā)工作。有了電路板級標(biāo)準(zhǔn)，也就不需要實(shí)現(xiàn)最佳冷卻性能與機(jī)械對準(zhǔn)所必需的反復(fù)試驗(yàn)反復(fù)設(shè)計(jì)。 為了利用現(xiàn)成技術(shù)獲得最大好處，許多制造商將他們高性能的嵌入系統(tǒng)建立在大眾化的 COTS電路板體系結(jié)構(gòu)上，如 PCI、VME、CompactPCI 和 AdvancedTCA 標(biāo)準(zhǔn)。這些開放標(biāo)準(zhǔn)概括了電路板和機(jī)箱的基本特性，以及可供選擇的擴(kuò)充功能，用以滿足某些工業(yè)、醫(yī)療、電信、軍用以及消費(fèi)類應(yīng)用系統(tǒng)的特定性能或可靠性需求。盡管在其基本配置中，這些規(guī)范大多使用具有固有帶寬和升級限制的傳統(tǒng)共享總線技術(shù)，但明智的升級與功能擴(kuò)充卻能提供先進(jìn)的性能。對于高性能應(yīng)用系統(tǒng)來說，各種標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在都能提供某種形式的交換式體系結(jié)構(gòu)，不存在與多點(diǎn)總線方案有關(guān)的種種問題。有了這種體系結(jié)構(gòu)，電腦節(jié)點(diǎn)間的高速點(diǎn)對點(diǎn)路徑就可以動態(tài)變化，支持多個(gè)并行的數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)先進(jìn)的交換結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還可以使信號路由繞過故障路徑或節(jié)點(diǎn)，從而提高系統(tǒng)的可用性。 除了需要提高交換結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理能力以外，高性能系統(tǒng)還需要在其它領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行規(guī)范擴(kuò)充。電路板尺寸是一個(gè)良好的例子。盡管硅片設(shè)計(jì)師正在把更多功能塞到較小的空間內(nèi)，但人們要求增加某些應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜性和冗余度，這就要關(guān)注電路板面積。最流行的 VME 和 CompactPCI 電路板尺寸一直是 6U。但是，最新的電路板標(biāo)準(zhǔn)，即 AdvancedTCA， 具有 8U 的形狀系數(shù)，元件面積增加一倍以上。元件密度增加和電路板尺寸加大也會造成冷卻問題和配電問題。VME 與 CompactPCI 采用的 0.8 英寸電路板間距，使每塊電路板的功耗上限在強(qiáng)制冷卻情況下不可超過50W。但現(xiàn)在有些傳導(dǎo)冷卻和液冷方案擴(kuò)大了這一功耗范圍。AdvancedTCA 在風(fēng)冷情況下的功耗為每個(gè)插槽 200W。在高性能系統(tǒng)的底板功耗有可能接近 3 kW的情況下，傳統(tǒng)電源電壓（如 5V 或 3.3V，而電流為600A ～ 1000A）的分配就不切實(shí)際了。AdvancedTCA 規(guī)定，雙 -48V 直流電源直接為每個(gè)插槽饋電再由 DC/DC 轉(zhuǎn)換器提供局部的邏輯電平電壓。 |
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