Erfolgreiche Wiederbelebung des 2eSST-VME

VME-BOARDS
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EMBEDDED SY ST E M E
Mit e mb e d d e d In te l-CPUs
Erfolgreiche Wiederbelebung
des 2eSST-VME-Computing
Gemäss VITA und VDC wird das gesamte Geschäftsvolumen aus VME-Boards im Jahr 2007
auf 436 Millionen Dollar geschätzt. Experten und Analyse-Agenturen geben bezüglich
des Wachstums unterschiedliche Prognosen ab, von «gering» bis acht Prozent. Serielle
VME-Produkte werden zulegen, parallele abnehmen.
» Alexander Buravlev
Man erwartet jedoch Wachstumsraten von
10 Prozent pro Jahr für serielle VME-Produkte, während gleichzeitig für parallele
VME-Produkte ein Rückgang erwartet wird.
Dieser Trend ist nicht überraschend, weil
Prozessor- und Chipsatz-Hersteller systematisch von parallelen Produkten auf ihre
seriellen Artverwandten umstellen oder
schon umgestellt haben. Er zeigt sich besonders deutlich dadurch, dass es eine Vielzahl von Publikationen über VPX- und VXSComputer gibt, die von vielen führenden
Firmen entwickelt wurden und sogar von
neu gegründeten Firmen, die sich auf solche Produkte spezialisiert haben. Elektronische Medien und Elektronik-Magazine
sind voll von Tipps und Empfehlungen, was
man bei der Entwicklung solcher Systeme
beachten sollte.
Viele VME 64-basierenden Systeme
müssen erneuert werden
Man sollte jedoch nicht vergessen, dass der
Löwenanteil der verkauften VME-Boards
von VME 64-Bus-Karten abhängt. Die Produktion vieler VME 64-basierender Systeme
ist schon eine Weile her, und sie erfüllen ihre
Aufgaben betriebssicher bis heute, müssen
aber aus verschiedenen Gründen trotzdem
erneuert werden. Hierzu gehören u. a. der
Auslauf der CPU, allmähliche Systemerweiterung mit Bedarf an zusätzlichen Periphe-
riekarten, mit einhergehenden Bandbreitenthemen, zusätzlicher Funktionalität, Inkompatibilität mit erneuerten System-Kommunikations-Komponenten usw.
Ein komplett neues System zu entwickeln, basierend auf VPX oder VXS, ist nicht
immer technisch und ökonomisch gerechtfertigt. Was tut ein Entwickler unter diesen
Umständen? Die Antwort scheint offensichtlich. Er sollte ein Board wählen, basierend
auf einer modernen CPU des Langzeitverfügbarkeitsprogramms, mit hinreichenden
Kommunikationsmöglichkeiten, um das
auslaufende Produkt zu ersetzen. Es gibt
viele solche Boards, sowohl mit Pentium-Mals auch mit PowerPC-Prozessoren, aber fast
alle haben einen 64-Bit-VME-Bus (VME64x),
dessen geringe Bandbreite den Flaschenhals
des gesamten Systems darstellt.
Datendurchsatzrate von bis zu
320 MByte/s
Die VME 64-Boards legten in den beiden letzten Jahren stark zu
Polyscope 22/07
Auf der «Bus & Boards»-Konferenz 2002 prognostizierte Motorola (MCG) dem ParallelVME-Bus-Markt eine Renaissance, resultierend aus der Ausbreitung einer neuen
Technologie mit einer Datendurchsatzrate
von 320 MByte/s. Diese Technologie wurde
von VITA seit 1997 entwickelt und heisst
Double-Edged-Source-Synchronous Transfer (2eSST). Gemeinsam mit einer hohen
Übertragungskapazität ist diese Technologie
rückwärtskompatibel zu VME 64- und
VME 64x-Protokollen, wodurch die Möglichkeit eines System-Upgrades gegeben ist,
ohne ein signifikantes Redesign.
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VME-BOARDS
Motorolas Optimismus gründete sich
auf den Abschluss der Entwicklung einer
einzelnen Chip-Bridge PCI-X-zu-VME 2eSST,
wodurch die VME-Board-Entwicklung vereinfacht werden sollte. Unglücklicherweise
fand diese Technologie keine sehr breite Anerkennung, insbesondere nachdem Motorola diesen Chip an Tundra Semiconductors
abtrat, wo man ihn Tsi148 nannte.
Dafür gab es verschiedene Gründe. Vielleicht war einer davon der, dass die Boards
mit 2eSST-Bus nur auf PowerPC-Prozessoren
basierten. Diese Limitierung der verfügbaren
Board-Architekturen mit einhergehender Limitierung der Softwarekomponenten wirkt
sich negativ auf die Popularität dieses Produkts aus.
Der Fastwel CPC 600 basiert auf
Intels Pentium M
PowerPC und x86-kompatible Prozessoren
arbeiten in unterschiedlichen Datenverarbeitungssequenzen beziehungsweise im BigEndian- (Motorola) oder Little-Endian-Modus
(Intel). Tsi148 wurde ursprünglich für PowerPC-Systeme entwickelt. Wahrscheinlich
war die Komplexität der Arbeit, die erforderlich gewesen wäre, um den Tsi48 Intel-kompatibel zu machen, einer der Gründe für die
geringe Popularität des 2eSST-Protokolls in
der Gemeinschaft der Hersteller Intel-basierender embedded Computer.
Mit dem Aufkommen der Boards, die moderne Intel-Prozessoren zusammen mit 2eSST
unterstützen, wurde diese Tendenz jedoch
gebrochen. Ein gutes Beispiel ist das Fastwel
CPC 600, dessen Architektur auf Intels Pentium
M basiert, aus dem Langzeitverfügbarkeitsprogramm, kombiniert mit der Unterstützung
des 2eSST-Protokolls über den VME-Bus, embedded Grafik-Controller und der Konformität
zum VITA-31.1-Standard, der zwei GBit-Ethernet-Kanäle auf der Rückseite festlegt.
Die hohe I/O-Bandbreite erlaubt es, das
CPC 600 in sehr leistungsstarken Computersystemen mit zahlreichen Peripheriekarten
einzusetzen oder auch abgekündigte Prozessorboards in älteren Sytemen zu ersetzen, um die Zuverlässigkeit und die VMEBus-Datenrate zu erhöhen.
1-Bit-Fehler werden in 64-Bit-Speicherblöcken korrigiert
Intels Langzeitverfügbarkeitsserie beinhaltet
Prozessoren vom ULV Celeron M mit 1 GHz, mit
einer Verlustleistung von 5,5 W, die in passiv
gekühlten Systemen eingesetzt werden können, bis hin zum Pentium M mit 1,8 GHz, der in
weiten Temperaturbereichen arbeiten kann,
wie in ventilatorgekühlten VME-Einschüben.
Autor
Alexander Buravlev, Sales Director, Fastwel
Ltd., [email protected]. In seiner augenblicklichen Position erarbeitet Alexander
Buravlev strategische Sales Opportunities
für Fastwel (www.fastwel.com), einem der
führenden Hersteller von Embedded Computern in Osteuropa. Fastwel liefert Systemlösungen, die höchst zuverlässig und robust
sind, für kritische Anwendungen mit hoher
Systemverfügbarkeit, die in verschiedenen
Märkten zu finden sind, wie z. B. Transport,
Avionik/Aerospace, Telekommunikation, Industrie, Maschinenbau usw.
Alexander Buravlev hat eine Ausbildung in
Festkörperphysik, gefolgt von PhD in Halbleitertechnologie. Er ist 42 Jahre alt und lebt
in Moskau, Russland.
Das CPC 600 unterstützt DDR-SDRAMSpeicher mit Error-Correction-Code. Diese
Funktion korrigiert 1-Bit-Fehler in 64-BitSpeicherblöcken. Dadurch erhöht sich die
Systemverfügbarkeit in Umgebungen mit
instabiler Spannungsversorgung, statischen
Entladungen, hohen RFI-Pegeln und Einstrahlstörungen. Die maximale Speicherkapazität beträgt 2 GByte, inklusive 512 KByte/
1GByte gelötetem und 512 KByte/1 GByte
Speicher im SoDIMM-Sockel.
Das Fastwell CPC 600 verfügt über enorme Kommunikationsmöglichkeiten – vier
unabhängige GBit-Ethernet-Kanäle, zwei
davon sind am Frontpanel verfügbar, die
anderen beiden werden über den P0-Stecker (VITA31.1) auf der Backplane herausgeführt. Dadurch kann man das Board
in Cluster-Systemen einsetzen, in denen
Packet-Switching über die Rückseite ausgeführt wird. Die GBit-Ethernet-Controller sind an den PCI-X-Bus angeschlossen,
sodass Datenübertragungsraten bis zu
950 MByte/s erreicht werden können.
Aus drei verschiedenen HighspeedKanälen auswählen
Dadurch kann der Entwickler bei der Bildung effizienter Architekturen zum Datenverkehr aus drei verschiedenen Hochgeschwindigkeitskanälen auswählen: aus
zwei GBit-Ethernet-Kanälen und einem
VME-Parallelbus mit grösster Bandbreite.
Auf dem CPC 600 existieren für die
Videosignalausgänge zwei unabhängige
Grafikcontroller, VGA und LVDS. Die VGASchnittstelle ist über einen Stecker auf der
Frontseite zugänglich. Es werden Auflösungen unterstützt bis zu 2048 $ 1536 Pixel
Polyscope 22/07
PhotoMOS
Relais
Das Fastwel CPC 600 bietet Entwicklern eine hochintegrierte, konfigurierbare MultifunktionsEmbedded-Computing-Plattform
bei 75 Hz. Die LVDS-Signale gehen über den
P0-Stecker der Backplane und sind auf dem
I/O-Board der Rückseite verfügbar.
Das Fastwel CPC 600 hat eine einheitliche
Speicherarchitektur für Daten und Softwarekomponenten. Ausser dem StandardCompact-Flash-Sockel und den gelöteten 32MByte-Solid-State-Disk kann der Anwender
zwei IDE-1,8“- oder -2,5“-HDD-Festplatten
installieren, entweder gemeinsam oder separat innerhalb von 4 HP-Einschüben.
Multifunktionstool für VME-Systementwickler
Alle Schlüsselkomponenten des Fastwel
CPC 600 einschliesslich CPU und Speicher
sind auf dem Board verlötet. Dadurch sind
Vibrationen bis zu 5G und Stösse bis zu 50G
möglich. Ausserdem wird dadurch die
Schutzlackierung gegen Oberflächenbeschädigungen effektiver.
Das Fastwel CPC 600 bietet Entwicklern
eine hochintegrierte, konfigurierbare Multifunktions-Embedded-Computing-Plattform
für den Einsatz als applikationsspezifisches
Board. Dies dem VME-Bus und den GBitEthernet-Kanälen. Durch das Rear-I/O-Modul RIO 680 kann man Systeme bilden, die
sowohl front- als auch rückseitig verkabelt
sind. Die zahlreichen Möglichkeiten, Module
einzusetzen, machen die CPC 600 zu einem
Multifunktionstool für VME-Systementwickler. Es ermöglicht Lösungen für ein breites
Spektrum an Anwendungen von Datenerfassungs- und -verarbeitungssystemen in
Polyscope 22/07
der Industrieautomation bis hin zu extrem
zuverlässigen Hochleistungs-Parallelsystemen, bestehend aus 21 CPC 600-Boards, die
durch drei Netzwerke miteinander verbunden sein können.
«
Glossar
VITA
VITA, die VMEbus International Trade Association, ist ein eingetragener, gemeinnütziger
Zusammenschluss von Herstellern und Nutzern,
die gemeinsame Marktziele haben. VITA bietet
hauptsächlich «Open-System-Architectures» an
und unterstützt auf internationaler Ebene den
technischen Support und werbe- und benutzerorientierte Veranstaltungen.
www.vita.com
VDC
VDC, Venture Development Corporation, ist eine
Marktforschungs- und Strategiefirma für den
Technologiemarkt. Das Unternehmen wurde 1971
von Absolventen der Harvard Business School und
dem MIT, Massachusetts Institute of Technology,
gegründet.
www.vdc-corp.com
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www.fastwel.com/products/356046/vme/240095.html
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