compactpci总线热插拔单板的电气设计

《compactpci总线热插拔单板的电气设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、CompactPCI总线热插拔单板的电气设计

2、第1摘要：pactPCI热插拔单板的电气设计必须满足热插拔规范的要求。要保证在拔插单板时，不对pactPCI总线产生较大的冲击，不影响pactPCI总线上数据传输的正确。因此在进行热插拔单板的电气设计时，必须考虑到静电放电、预充电、信号串联匹配、信号线长度限定以及滤波电容大小的限制等几个方面。详细介绍了pactPCI热插拔单板的典型结构、物理连接过程及电气设计技术要点。关键词：pactPCI热插拔总线在一般的应用电子系统中，若出现电路板硬件失效或软件故障，

3、通常都是先关闭系统电源再检修或更换故障设备，这样往往需要较长的停机时间。在一些可靠性要求非常高的高可靠系统中，不允许停机检修和停机更换故障板或只允许很短的停机时间。例如在高可靠通讯、军事应用电子系统中，一旦出现单板故障，要求在整个系统不停机的情况下允许带电拔出故障板及插入备份板，这种系统通常叫做支持热插拔系统或高可靠系统。热插拔系统首先需要有一个支持热插拔的系统平台，还需要有支持热插拔的单板。热插拔系统都是采用无源背板总线平台，在众多的无源背板总线系统中，pactPCI总线具有完整的支持热插拔的规范，

4、pactPCI总线热插拔系统应用最广泛。本文重点介绍pactPCI热插拔单板的电气设计技术要点。1热插拔技术概要热插拔即允许带电拔插工作单板，其最基本的目的是要求带电拔插单板而不影响系统运行，以便维修故障板或重新配置系统；热插拔技术可以提供有计划地访问热插拔设备，允许在不停机或很少需要操作人员参与的情况下，实现故障恢复和系统重新配置；热插拔技术可以提供高可靠应用，当单板出现故障时，系统在不间断运行的情况下自动隔离故障板。热插拔系统的级别由低到高分为三种：基本热插拔系统，它具有基本热插拔要求的性能；完全

5、热插拔系统，它可以对热插拔单板进行动态配置；高可靠系统，它利用高可靠平台实现对硬件的更高级别的控制。插拔有三个过程：物理连接过程，包括热插入（在系统运行中插入单板）和热拔出（在系统运行中拔出单板）；硬件连接过程中，即系统在硬件层上的连接与断开；软件连接过程，即系统在软件层上的连接与断开。这些过程可以用一组状态进一步描述，这些状态虽属于系统的不同连接层但彼此关联，如图1所示。例如，当物理连接层不存在时，硬件连接层就不能产生电气连接；当单板从运行中的系统拔出时，软件连接和硬件连接自动断开。在图1中：P0：

6、单板未安装到系统，处于系统隔离状态。P1/H0：单板已经插入槽位，所有的针都连接上，但没有上电，pactPCI总线没有激活。在这一点，物理层处于P1状态，硬件层处于H0状态。H1：单板上电初始化后连接到pactPCI总线。H1F：单板被命令上电、初始化，但是失败，或者单板检测到故障从pactPCI总线断开。这块单板不适合插入从pactPCI总线。H2/S0：单板上电，但pactPCI总线只能访问配置空间。此时，配置寄存器还没有配置好。在这一点，硬件层处于H2状态，软件层处于S0状态。S1：系统已经配置

7、好单板。S2：必需的软件（驱动器，等）加载完成，单板可被操作系统和应用软件使用。但所有的操作都没有开始。S2Q：此状态同S2，但不允许进行新的操作，单板处于静止状态。S3：单板加入系统，已经正常工作。S3Q：软件完成当前操作，但不允许启动新的操作，此时单板处于静止状态。2pactPCI热插拔单板的典型结构pactPCI单板必须包括一个pactPCI总线接口器件，pactPCI总线与PCI总线的接口逻辑和时序完全相。PCI总线接口器件常用的有AMCC公司的S5920、S5933，PLX公司的PCI905

8、2等，或者使用FPGA内部的PCI逻辑核（core）。当然，也可以是接口器件和应用逻辑器件合二为一。pactPCI热插拔单板的典型结构如图2所示。J1、J2是标准的2mmHM型接插件，这是pactPCI热插拔规范规定的，pactPCI单板就是通过这两个接插件连接到pactPCI系统平台的。其中，连接pactPCI总线的J1接插件的针是长短分级的（stagedpin），即分为长针、短针、中长针。长针是一些电源针，最短的针是BD_SEL#和IDSEL，其它总线信号是中长针，而J2都是中长针。3pactPC

9、I热插拔单板的物理连接过程pactPCI热插拔单板的物理连接过程都是相同的，如图3所示。物理连接过程是从单板插入导轨开始，到最短的针BD_SEL#连接上为止；拔出过程则相反。物理连接过程是一个机械连接过程。在机械连接的过程中，插入单板，首先进行静电放电，然后进行预充电，等预充电完成后总线信号针才能连接，最后是BD_SEL#连接上；拔出过程则相反。静电放电条是为了保护热插拔单板在带电拔插过程中免遭静电损坏。预充电过程是为了减小热插拔单板在拔插单板过程中对总