CompactPCI熱插拔原理與實(shí)現(xiàn).pdf

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1、CompaCtPCI熱插拔原理與實(shí)現(xiàn)郭東文1金勇21．裝備指揮技術(shù)學(xué)院北京1014162．總裝工程兵駐武漢地區(qū)軍代室湖北430073摘要：熱插拔(Hotsw印)是cPcI系統(tǒng)中最重要、最具優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)。本文分析了cPa熱插拔的原理及實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)介紹了熱插拔系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程、硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路，最后給出通過專用的熱插拔控制器LTl“3及橋芯片PU【9656實(shí)現(xiàn)熱插拔的詳細(xì)設(shè)計(jì)方法．對(duì)于有意開發(fā)熱插拔板卡的設(shè)計(jì)人員有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：CPCI總線；熟插拔；LTl“3：PLX9656Princ

2、ipIeandImpIemerTta五CinOfCompacfPCIHoCSwap慨hnoIogyGuoDongwenlJinYong21血sⅡtIlteofEquipmentandtecht％hnolo酗Be酊in，1014162．EngineerMiHtar)rR印fes∞ta廿veO伍ceOftheG如eralArm鋤entsDepa柵卸tinWuh柚Area，Hubei，430073Absfracl：HotSwapis也emostimport蛆t柚d∞periorf％tureof(，aS

3、ystem．nispaperintroducestheprindple柚d啪liza曲nm岫dof岫CPaHotswap劬m血epointofVicw0fthestate呦mr，hardwarearc硫ectIlm衄d眥touteofdesi鯽．脅ally'ainlplem跖t啪hSwapsystem喇ththeHotSwap咖tToⅡ釘LTl“3柚d讎b蛐驢ICPLX9656is昏ven．s鋤edevelopersinterest崦iⅡ血edesi驢ofcPacardcanbene丘t舶mth

4、eanicle．Keywords：cPa；HotS、唧；ITl643；Pu(96561引言1992年。blteI公司定義了Pa總線作為局部總線，直接用于CPu與周邊器件，如與顯示控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器、內(nèi)存控制器等互連。經(jīng)過十多年的發(fā)展，pa總線系統(tǒng)已成為成百上千臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。然而其無法提供高度的可靠性，不能滿足高可用性系統(tǒng)對(duì)正常運(yùn)作時(shí)間要求，主板很難散熱，主板邊緣接頭可靠性低，在更換主板時(shí)極易受到損壞等固有弊端也逐漸體現(xiàn)出來。1997年8月，PIcMG發(fā)布了第一個(gè)cornpactPa技術(shù)標(biāo)

5、準(zhǔn)Plo船20R“1．0，OompaclPcIspeci6cad∞，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布標(biāo)志著cPa系統(tǒng)的誕生。(，a是一種新的開放式工業(yè)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。它融合了計(jì)算機(jī)與工業(yè)設(shè)備諸多已經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)，是Pa總線技術(shù)和成熟的歐式卡組裝技術(shù)的組合。它與傳統(tǒng)的Pa系統(tǒng)完全兼容，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者只需將電路板上的連接器進(jìn)行重新繪制就可以將一個(gè)傳統(tǒng)的PcI系統(tǒng)升級(jí)為一個(gè)oa系統(tǒng)，極大地縮短了產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。與此同時(shí)cPa標(biāo)準(zhǔn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者提供了冗余設(shè)計(jì)、故障切換和故障管理等極大的設(shè)計(jì)空間，其中最突出、最具吸引力的特

6、點(diǎn)就是CPa系統(tǒng)具備了傳統(tǒng)Pa板卡無法實(shí)現(xiàn)的熱插拔(HotSwap)能力?！?59·2熱插拔原理PlcMG2．1R2．0標(biāo)準(zhǔn)定義了三種不同的熱插拔模型，如下所述。1)基本熱插拔模型。這種模型允許系統(tǒng)運(yùn)行過程中拔出或插入CPa板卡，但必須由訓(xùn)練有素的操作員通過人機(jī)接口向操作系統(tǒng)發(fā)出控制命令才能實(shí)現(xiàn)。軟件連接不能自動(dòng)進(jìn)行。2)完全熱插拔模型。完全模型下的軟件連接是自動(dòng)完成的，不需要人的干預(yù)。其在卡的插拔機(jī)構(gòu)中隱藏了一個(gè)微型開關(guān)，卡插入或拔出時(shí)，這個(gè)開關(guān)給系統(tǒng)發(fā)送信息通知Os卡將被插入或拔出，當(dāng)Os執(zhí)

7、行完總線枚舉、安裝或卸載完驅(qū)動(dòng)程序等一系列工作后，點(diǎn)燃一個(gè)綠色的指示燈通知操作人員卡可以安全地被插入或拔出了。3)高可用性模型。通過這種模型，操作系統(tǒng)可以自動(dòng)隔離一個(gè)壞卡，然后將一個(gè)帶替卡啟動(dòng)，整個(gè)過程系統(tǒng)工作不會(huì)出現(xiàn)任何中斷，這是一種冗余設(shè)計(jì)。三種熱插拔模型的層次不同，實(shí)現(xiàn)的難易程度也不同，下文主要介紹完全熱插拔的原理及實(shí)現(xiàn)方法，板卡插入與拔出是互逆的過程，限于篇幅，本文主要介紹板卡的熱插入原理與實(shí)現(xiàn)，熱拔出與此類似，有興趣者可查閱相關(guān)資料。CPCI協(xié)議為熱插拔系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了兩個(gè)方面的硬件支

8、持：其一，四a連接器插針由短針、中針和長針構(gòu)成，這對(duì)熱插拔的實(shí)現(xiàn)極為有用，后文將有敘述；其二，定義了一組熱插拔信號(hào)，它們是BDsEL幫、Health妒、PCI一RST艫、El州M機(jī)如圖l描述了卡熱插入過時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程。o0圖1板卡插入狀態(tài)轉(zhuǎn)移———-+S2———一S3s20s3QP0表示板卡處于獨(dú)立狀態(tài)：P1腳表示板卡物理上完全安裝入系統(tǒng)，但并未在Pa總線上激活，此時(shí)系統(tǒng)既為物理層p1，又為硬件層的HO；H1表示板卡上電，初始化成功，并在PCI總線上激活。H1F表示板卡上電，但初始化失敗或是板