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工控机总线——STD总线、AT96总线、VME总线

供稿:中国工控网 2016/8/4 9:31:20

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1. STD总线

  STD总线在1978年最早由Pro-Log公司作为工业标准发明的,由STDGM制定为STD80规范,随后被批准为国际标准lEEE961 0 STD80IMPX作为STD80追加标准,支持多主(Multi-Master)系统。STD总线工控机是工业型计算机, STD总线的16位总线性能满足嵌入式和实 时性应用要求,特别是它的小板尺寸、垂直放置无源背板的直插式结构、丰富的工业νoOEM模板、低成本、低功耗、扩展的温度范围、可靠性和良好的可维护性设计,使其在空间 和功耗受到严格限制的、可靠性要求较高的工业自动化领域得到了广泛应用。

  STD总线工控机采用单片计算机(Computer-on-a-Chip)技术,可以继续提升All-In-One CPU板的性能,而不受小板尺寸限制。

  自从1978年STD总线问世以来, STD总线工控机已经被证明是工业控制实现的主力军。

  随着技术的进步,原来被工业用户所认同STD80标准已经难以满足要求。1991年9月,STD32MG公布STD32规范1.0版。STD32具有32位数据宽度,32位寻址能力,是工业型的高端计算机。STD32总线兼容STD80规范,产品可以互操作。

  众所周知,总线的力量不在于其理论上多么先进,而在于为这种总线研制的OEM模板的数量和种类的丰富程度。STD32总线工控机由众多的OEM制造商支持,既可以采用已经投放市场的丰富的STD总线νo模板,又可以采用由STD32产品制造商不断推向市场的STD32总线I/O模板,以及其他与PC兼容的资源,组成工业控制系统。STD32总线支持热切换和多主系统,满足工业控制冗余设计要求。

  STD32总线在保留简单控制总线特点的同时,采用了今天的先进技术设计OEM产品,如80486和Pentium系列处理器技术。

  现场实际商业运行表明: STD工控系统较为稳定,但其体系结构仍存在不足。STD工控机板采用"金手指"拔插,间或造成印制板边缘插头近处铜锚断裂或总线接触不良。模拟输入测量线和I/O信号线采用前端扁平电缆连接,使整个系统运行的可靠性受到潜在威胁。

2. AT96总线

  为了将ISA总线PC机应用在恶劣的工业环境中, 1994年由德国SIEMENS公司发起制定了AT96总线欧洲卡标准(IEEE996),并在欧洲得到了推广应用。AT96总线=ISA总线电气规范斗96芯针孔连接器+欧洲卡规范(IEC297庄田E 1011.1) 0 AT96总线工控机消除了模板之间的边缘金手指连接,具有抗强震动和冲击能力;其16位数据总线、24位寻址能力、高可靠性和良好的可维护性,更适合在恶劣工业环境中应用。在国外, AT96总线工控机较齐全,有80386、80486产品,也有Pentium系列产品,支持高速Ethernet网络接口。北京康拓公司采用 AT96总线研制的新一代嵌入式APCI5删系列工控机,同时支持AT96总线和Co呻act PCI总 线,使得在AT96总线工控机上可以同时插入标准AT96总线和CPCI总线模板,满足嵌入式实时工业控制系统对不同性能工控机的需要。如APCI5094工控机, 486DX4 (66 ~ 133MHz)CPU, AT96和CPCI总线,取消金手指和扁平电缆连接器,现场I/O信号通过弹性连接从后侧 服务到端口,具有高性能和高可靠性,可以在运动目标上使用。

3. VME总线

  VME总线工控机一直是许多嵌入式工业应用的首选机型。1981年, Mostek、Motorola以 及Philip和Signetics公司发明了VME总线,从此VME总线工控机在图像处理、工业控制、实时处理和军事通信中得到了广泛应用。1987年, VME总线被批准为国际标准IEEE 1014-1987。VME总线接口为2个96芯的针孔连接器PI和P2(6U欧洲卡),其中凹的外侧两排针由用户 自定义,以满足用户的特殊要求。VME总线的数据宽度为32位,最大总线速率是40MB/s。

  1996年的新标准VM日4 (ANSWITAl-1994)将总线数据宽度提升到64位,最大数据传 输速率为80MB/so由FORCE COMPUTERS制定的VM面也总线规范将总线速率提高到了320MB/s。

  VME总线工控机是实时控制平台,大多数运行的是实时操作系统,如UNIX、VxWorks、 PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VME也C,由OS制造商提供专用的软件开发工具开发应 用程序。

  VME总线OEM产品由众多的制造商支持,主要采用Motorola公司的68K系列微处理器, 如25Mt33M的68060。现在越来越多的VME总线SBC的制造商开始采用Intel公司和AMD公司生产的微处理器。

  从VXI总线和VME总线工控机运行的操作系统可以看出: VXI总线工控机制造商希望兼容主流计算机市场提供的丰富而廉价的应用软件开发工具包、外设和驱动软件,而VME总线只能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的专用开发环境和外设工作。

 

审核编辑(王静)
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