在嵌入式微机的应用中,由于标准PC、PC/AT主板和扩展卡体积庞大而受到限制。 为了给紧凑的ISA(PC、PC/AT)总线结构提供机械和电气规范,专门为嵌入式控制定义的工业控制总线“PC/104”于1992年应运而生。其小型化的尺寸(90x96mm),极其 低功耗(典型模块1-2瓦)和堆叠总线形式(决定其高可靠性)受到许多嵌入式产品制造商的欢迎。 PC/104在嵌入式系统领域逐渐普及,广泛应用于车载系统、机载设备、电力控制、医疗设备、智能交通、通信设备、视频监控、军用电子设备等领域。 截至目前,PC/104嵌入式计算机已衍生出三个相关标准:PC/104(ISA)、PC/104(ISA PCI)和PCI-104(PCI)。
事实上,在PC/104规范诞生之前,世界上第一块PC/104板卡已于1987年生产出来。由于其先天的优势,在国际上制定统一规范之前,已有多家厂商生产类似的板卡。 嵌入式板卡。 1992年,包括著名的RTD公司、AMPRO公司在内的12家从事嵌入式系统开发的厂商成立了国际PC/104协会,得到了世界各地众多厂商的响应。 康庄大道上。
随着嵌入式系统的发展和市场需求的多样化,PC/104规范已经无法完全满足用户的需求。 作为PC104标准的补充,由WinSystems、VersaLogic、Octagon Systems、Micro/sys、Ampro Corporation等多家公司发起。 EPIC 规范为 PC/104 嵌入式板卡制造商提供了另一个出色的平台。
EPIC规范(工业计算嵌入式平台规范)的尺寸为4.5” x 6.5”,大于PC/104规范的3.6” x 3.8”尺寸,小于EBX规范的尺寸 5.75” x 8.0”。 EPIC(嵌入式工业计算平台)是一种标准、开放、可扩展的嵌入式单板计算机。 规格为115x165mm,全面支持PC/104、PC/104和PCI-104标准产品。
2005年1月,EPIC规范正式被PC/104协会接管。 据悉,该协会于2004年4月正式接管EBX规范,在板卡上预留了PC/104接口的EBX规范从此融入到了PC/104家族中。 此后,EPIC和PC/104标准共存,以满足嵌入式控制应用的不同需求,同时继续保持紧凑的结构。
早期的嵌入式单板强调高度集成的全功能解决方案,在有限的空间内实现计算机所需的所有功能,从而满足设备制造商的需求,他们可以根据自己的产品选择合适的尺寸和功能 。 板卡与功能模块和应用软件一起形成最终产品。 嵌入式厂商称之为“All-In-One Solution”,即全功能板。 该平台基本满足了应用的需求。
然而,随着嵌入式计算机的发展,很多行业都需要嵌入式解决方案,也产生了更多的应用。 可以说嵌入式无处不在。 嵌入式单板只是一个平台,而不是最终产品。 需要二次开发,需要增加系统功能模块,需要特殊设计才能满足功能需求,有些应用由于各种问题需要直接将附加功能模块集成到单板中。 需要重新设计、产品设计周期长等。 嵌入式厂商想到了解决方案——SOM,即将核心计算机平台模块化,提供统一标准化的信号和结构接口,并在背板上实现功能接口和特殊设计。 设备制造商只需要专注于自己的核心模块的开发,而不用担心各种应用和功能需求,他们所需要做的就是提供标准的计算机模块。
当这种模块化方式逐渐成为工业和嵌入式计算机制造商客户的常见操作流程时,标准和规范的制定就变得很有必要。 系统80%的功能都集成在SOM中。 SOM的出现给市场带来了很大的冲击,降低成本,降低开发成本,上市时间快,设计灵活,高度符合客户需求,一次性设计,多次升级,解决了客户痛点。 目前,SOM 有四个标准:SOM 144、SOM-ETX、SOM-XTX、SOM-EXPRESS。
计算机领域的技术革新和嵌入式技术的发展,使得处于垄断地位的PC/104在实际应用中出现了整板的无线缆设计、相对更高的计算性能、更丰富的扩展接口等 、良好的散热设计理念和较高的集成度等瓶颈。 为了解决这些瓶颈,适应未来技术发展趋势和市场需求,控创于2000年首次推出了ETX(Embedded Technology eXtished)规范及相关产品。
由于该规范自发布以来一直向所有厂商和用户开放,因此成功取代了近八年来嵌入式计算机领域的主流规范PC/104规范。 ETX已经成为嵌入式计算领域“片上计算机”的代名词,市场已经接受了“片上PC”的概念。
TX是工业SOM(System on Module)应用的新标准,是近年来在嵌入式控制领域得到推广应用的标准之一。 ETX模块由两部分组成:一是ETX CPU模块,二是ETX定制载板。 ETX的外形尺寸为114mm x 95mm,集成了CPU子系统、声卡、LVDS显示器、网络端口、USB和标准I/O功能。 不断变化的接口部分和客户特定的功能扩展设计在任何形状和尺寸的载板上,ETX模块通过四个100pin高密度连接器与客户载板连接。 这种设计使其扩展更加灵活,系统升级容易,并且最大限度地减少了电缆连接。
从PC技术的发展历史来看,新技术不断取代旧技术已经成为长期演进的规律和趋势。 与之前的规范相比,尽管ETX规范具有出色的优势,但仍然无法忽视外围规范和新兴接口之间的差异。 SDVO、LPC、SATA、PCI Express等不在ETX的规范中。 于是控创、英特尔与PICMG协会联手,于2005年推出了新规范COM Express,扩展了现有的ETX规范,成为新一代模块化系统标准。 该规范充分考虑了未来处理器的发展方向,其开放性、普及性和前瞻性都达到了更高的水平。
与PCI/104的设计理念不同,为了在节省空间和高性能要求之间找到平衡点,COM Express采用了板卡与载板配对的方式来构建整个系统,加入了ETX所认为的SDVO、PCI Express等 过去所缺乏的。 规格。 该规范定义了主板的尺寸,包括索引外形尺寸 155mm × 100mm 和基本基本外形尺寸 125mm × 95mm。 连接器物理外观统一为ROW AB/CD 2种类型,端子设计采用220端子规划。 目前,该规范有一个增强版本,COM Express Extension。
值得一提的是,COM Express发布后,Ampro和研华推出了ETX和COM Express之间的过渡规范XTX。 用户可以使用PCI Express、SATA等新技术,这些都是临时解决方案。 该规范与ETX的主要区别在于用于路由ISA总线的X2连接器被重新定义为一些高频信号。 其技术特性不如COM Express丰富和先进。 其应用有要求,但可供选择的产品还不够多。 不具有前瞻性。