CompactPCI Serial系统的热插拔功能
来源: MEN Mikro Elektronik   发布时间: 2013-03-17 11:18   4152 次浏览   大小:  16px  14px  12px

    简单高效与低成本——这就是CompactPCI Serial的优势。模块化计算机的一个非常实用的特性是热插拔,即在计算机运行过程

    简单高效与低成本——这就是CompactPCI Serial的优势。模块化计算机的一个非常实用的特性是热插拔,即在计算机运行过程中变更计算机的硬件配置而不会干扰或损坏计算机。

    过去,热插拔仅用于不多的应用而且附加成本高,如今CompactPCI Serial完全改变了这一点。由于CompactPCI Serial标准完全针对串行互连,从而减少了许多技术问题。Ethernet、USB、PCI Express和SATA本身已经支持热插拔,因此只需要简单的步骤就可以在CompactPCI Serial系统中实现热插拔。

    CompactPCI Serial系统热插拔对电源提出了最低要求,例如,在插拔板卡时,必须确保电源电压稳定在限值内,由于主电压是12伏,允许的波动大,易实现。此外,通过稳压设计或软启动,板卡也不会产生很高的浪涌电流。

    如果拔出一个模板,系统必须知道是哪个槽。CompactPCI Serial规范在背板上将四个引脚定义了物理地址,热插拔控制器可以通过接口访问得到这一信息。

    如果一个周边卡是基于以太网连接,那么热插拔功能的实现甚至不需要控制器,因为CompactPCI Serial是基于以太网标准(100/1000/10Gbase-T)。这一情况同样适用于USB,但是热插拔软件是必不可少的。因此,热插拔控制器一般会带来设计上的便利:用一个开关表示状态加上一个LED作出指示,而这已经在CompactPCI定义面板把手时就准备好了。

    CompactPCI Serial采用流行标准的另一个例子是适用于RAID控制器的SGPIO(SFF-8485),这一信息也送到热插拔控制器。SGPIO是一个非常简单的接口,利用四条信号线传送二进制代码,许多芯片组内置这一功能,方便热拔插控制器使用。PCI Express技术也支持热拔插,但支持非透明桥的热拔插软件一定要重视。


图1  Hot-plug switch-on current of the board



图2  CompactPCI handle with integrated hot-plug switch from Elma

    下面让我们看一个CompactPCI Serial系统热插拔的典型应用。例如,硬盘在发现故障后需要很快更换,或者在日志中快速访问数据区。当然,假设有一个硬盘RAID系统,这样就可能在系统运行的过程中更换损坏的硬盘,此时热插拔控制器往往集成在芯片组里。

    如果无线系统使用了Express Cards,而它们安装在CompactPCI Serial周边卡中,通过USB和/或PCI Express连接,如同笔记本电脑一样,它们可以带电插拔,由软件控制。这些功能的实现很容易实现,无需附加的热插拔控制器。

    复杂的多处理系统也可以基于PCI Express。CompactPCI Serial系统允许最多集成 9 CPU 板而桥接电路,它们的通信由系统槽控制,从而达到很高的数据传输带宽,此时系统槽需要一个专门的热拔插控制器。而基于以太网的多处理系统就容易实现多了,由于是全网拓扑(full mesh),每一块板卡都可以与任意一块板卡通信而无需交换板,系统也不会因单点故障而失效。

    热插拔是CompactPCI Serial规范所定义的功能,其应用可以是热热插拔硬盘、RAID系统或多处理系统。这是国际PICMG组织采用成熟技术定义标准的成功经验,它可靠、坚固、高效、低成本而且易于使用。


图3 CompactCPI Serial peripheral board with PCI Express MiniCards