Модули в стандарте VME

1. Модуль контроллера промышленного назначения на базе микропроцессора 80386EX

Этот модуль предназначен для компьютеров промышленного назначения. Модуль выполнен на базе микропроцессора 80386EX фирмы Intel в соответствии с требованиями спецификаций шин VME и ISA, используемых в компьютерах БАГЕТ. Он предназначен для работы в составе одно и многопроцессорных систем реального времени, построенных на базе шины VME или/и ISA. При подключении к шине ISA графического контроллера и контроллера внешних устройств компьютеры на базе такого модуля становятся совместимы с IBM PC.

В состав модуля входят следующие функциональные устройства:

Внешний вид модуля процессора

Широкий набор субмодулей ввода/вывода (АЦП, ЦАП, аналоговый ввод/вывод и т.п.) позволяет легко конфигурировать систему под конкретные требования. Увеличение числа каналов ввода/вывода возможно или за счет дополнительных модулей БТ02-203 или добавлением требуемых контроллеров на шине VME производства других фирм.

Для обеспечения надежности функционирования в состав модуля веден сторожевой таймер для периодического тестирования.

Объем ОЗУ может изменяться в зависимости от требований заказчика от 256Кбайт до 4Мбайт. ОЗУ построено на микросхемах статической памяти. Обращения к ОЗУ могут выполняться как микропроцессором 80386EX, так и любым ведущим модулем (master) на шине VME. Объем адресуемого ОЗУ со стороны VME задается перемычками на плате.

ПЗУ объемом 128Кбайт предназначено для хранения базовой системы ввода-вывода, системы тестирования и консольного монитора.

Энергонезависимое ЗУ (флэш-память) предназначено для хранения информации пользователя. Объем флэш-памяти составляет 2/4Mбайт в зависимости от требований заказчика.

Интерфейс VME реализован на программируемой пользователем микросхеме фирмы Xilinx. Поддерживаются форматы: адреса A16, A24, данных D16 и содержит следующие основные структурные блоки:

Для обеспечения надежной работы модуля в неблагоприятных условиях окружающей среды (броски питания, статическое электричество), каналы ввода-вывода оптически развязаны.

В конфигурации IBM PC модуль функционирует под управлением ОС MSDOS, OS9000 или ОС VxWorks.

Без дополнительных устройств модуль ориентирован на OS9000 и VxWorks. В такой конфигурации вместо стандартного BIOS'а IBM PC в ПЗУ модуля записывается специальная программа инициализации и технологического обслуживания. ОС и прикладные программы записываются во флэш-память. Достигнута следующая производительность модуля 7142 Dhrystones. Благодаря применению статической системной памяти и специально разработанного контроллера системной памяти, производительность 16-разрядного модуля БТ02-203 по целочисленным вычислениям почти в 2 раза превосходит производительность 32-разрядного аналогичного компьютера для настольных применений.

2. Модуль центрального процессора на базе 486 микропроцессора в стандарте VME

Модуль БТ32-501 - процессорный модуль формата 6U на базе процессора 80486 DX/DX2/DX4. Модуль предназначен для использования в составе одно- и многопроцессорных системах как общего назначения, так и в системах реального времени, построенных на базе шины VME.

Основные характеристики модуля

На модуль установлены OC MS-DOS, Windows 3.x, VxWorks. Характеристики модуля позволяют использовать его как модуль центрального процессора и как процессор со встроенным внутренним ПО, например графический процессор в многопроцессорной системе на базе шины VME.

3. Модуль центрального процессора на базе микропроцессора R3081 в стандарте VME

Плата контроллера представляет собой законченный одноплатный компьютер. Плата разработана в стандарте VME и имеет размер 160*233 мм (6U). Все основные микросхемы отечественной разработки. Работа выполняется поэтапно. На первом этапе на плате установлены следующие отечественные микросхемы: системный контроллер (чипсет), мультиконтроллер (реализованы на FPGA фирмы Altera). На втором этапе устанавливаются заказные микросхемы системного контроллера, часов и мультиконтроллера. На третьем этапе устанавливаются отечественный микропроцессор и все остальные контроллеры, кроме графического контроллера. Отечественный графический контроллер будет устанавливаться на мезонине PMC. Далее происходит модернизация микросхемы микропроцессора без изменения печатных плат процессора и их комплектации. На рисунке 3.1 приведена структурная схема платы контроллера.

Модуль контроллера имеет встроенные средства самотестирования, результат которого выдается на выход разовых команд.

Плата имеет следующие характеристики:

Блок-схема модуля центрального процессора на базе микропроцессора R3081

4. Модуль центрального процессора на базе микропроцессора SuperSPARC

Модуль центрального процессора Багет-супер состоит из 2 плат: плата центрального процессора и плата дополнительных контроллеров. Платы выполнены в конструктиве "Евромеханика 6U" с размером 160*233,35 мм2. Системной шиной компьютера является шина VME. Внутренней шиной процессора является шина PCI (CompactPCI). Все основные микросхемы процессора отечественной разработки. Плата является унифицированной для построения серверов и рабочих станций. Процессор имеет встроенные средства самотестирования. Результат тестирования выводится на выход разовых команд.

Структурная схема процессора на базе микропроцессора с архитектурой SPARC V8

VME Процессор имеет симметричную архитектуру (SMP), когда все 4 процессора имеют доступ к общей памяти через шину Mbus. Взаимодействие процессоров между собой, с общей памятью и с устройствами ввода/вывода обеспечивает микросхема чипсета (мост Mbus-PCI). Таким образом, скорость обмена по шине Mbus является одной из значимых характеристик для производительности системы. Частота 80 МГц и ширина 64 разряда шины Mbus дают пиковую скорость обмена 640 Мбайт/с. Это дало возможность иметь в системе две независимые шины PCI частотой 33 МГц и шириной 32 разряда со скоростью обмена 132 Мбайт/с. Связь между устройствами на шинах PCI и Mbus осуществляется через мост Mbus-PCI. Таким образом, получаются достаточно сбалансированные скорости обмена по локальной шине процессоров и внутренним шинам PCI.

К первой шине PCI подключены контроллеры SCSI, Ethernet и графический контроллер. Вторая шина выводится на внешние разъемы шины CompactPCI. К этой шине подключается плата дополнительных контроллеров для расширения функциональных возможностей и выход на системную шину VME.

В системе может быть по два полностью независимых каналов SCSI и Ethernet, находящихся на различных шинах PCI. Это дает возможность на базе рассматриваемого модуля строить различные архитектуры серверов и мостов.

Характеристики и состав модуля центрального процессора

Плата дополнительных контроллеров Плата дополнительных контроллеров предназначена для расширения функциональных возможностей модуля центрального процессора.

На плате имеются:

В качестве одного из мезонинов PMC может быть мезонин контроллера Ethernet.

Отдел разработки высокопроизводительных систем
НИИСИ РАН