CompactPCI热插拔原理与实现.pdf

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1、CompaCtPCI热插拔原理与实现郭东文1金勇21．装备指挥技术学院北京1014162．总装工程兵驻武汉地区军代室湖北430073摘要：热插拔(Hotsw印)是cPcI系统中最重要、最具优势的特点。本文分析了cPa热插拔的原理及实现方法，重点介绍了热插拔系统的状态转移过程、硬件结构及设计思路，最后给出通过专用的热插拔控制器LTl“3及桥芯片PU【9656实现热插拔的详细设计方法．对于有意开发热插拔板卡的设计人员有一定的指导意义。关键词：CPCI总线；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锄entsDepa栅卸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眦touteofdesi鲫．胁ally'ainlplem跖t啪hSwapsystem喇ththeHotSwap咖tToⅡ钉LTl“3柚d雠b蛐驴ICPLX9656is昏ven．s锄edevelopersinterest崦iⅡ血edesi驴ofcPacardcanbene丘t舶mth

4、eanicle．Keywords：cPa；HotS、唧；ITl643；Pu(96561引言1992年。blteI公司定义了Pa总线作为局部总线，直接用于CPu与周边器件，如与显示控制器、网络控制器、内存控制器等互连。经过十多年的发展，pa总线系统已成为成百上千台式机系统的业界标准。然而其无法提供高度的可靠性，不能满足高可用性系统对正常运作时间要求，主板很难散热，主板边缘接头可靠性低，在更换主板时极易受到损坏等固有弊端也逐渐体现出来。1997年8月，PIcMG发布了第一个cornpactPa技术标

5、准Plo船20R“1．0，OompaclPcIspeci6cad∞，该标准的发布标志着cPa系统的诞生。(，a是一种新的开放式工业计算机标准。它融合了计算机与工业设备诸多已经过广泛验证的标准，是Pa总线技术和成熟的欧式卡组装技术的组合。它与传统的Pa系统完全兼容，系统的设计者只需将电路板上的连接器进行重新绘制就可以将一个传统的PcI系统升级为一个oa系统，极大地缩短了产品推向市场的时间。与此同时cPa标准给系统的设计者提供了冗余设计、故障切换和故障管理等极大的设计空间，其中最突出、最具吸引力的特

6、点就是CPa系统具备了传统Pa板卡无法实现的热插拔(HotSwap)能力。·259·2热插拔原理PlcMG2．1R2．0标准定义了三种不同的热插拔模型，如下所述。1)基本热插拔模型。这种模型允许系统运行过程中拔出或插入CPa板卡，但必须由训练有素的操作员通过人机接口向操作系统发出控制命令才能实现。软件连接不能自动进行。2)完全热插拔模型。完全模型下的软件连接是自动完成的，不需要人的干预。其在卡的插拔机构中隐藏了一个微型开关，卡插入或拔出时，这个开关给系统发送信息通知Os卡将被插入或拔出，当Os执

7、行完总线枚举、安装或卸载完驱动程序等一系列工作后，点燃一个绿色的指示灯通知操作人员卡可以安全地被插入或拔出了。3)高可用性模型。通过这种模型，操作系统可以自动隔离一个坏卡，然后将一个带替卡启动，整个过程系统工作不会出现任何中断，这是一种冗余设计。三种热插拔模型的层次不同，实现的难易程度也不同，下文主要介绍完全热插拔的原理及实现方法，板卡插入与拔出是互逆的过程，限于篇幅，本文主要介绍板卡的热插入原理与实现，热拔出与此类似，有兴趣者可查阅相关资料。CPCI协议为热插拔系统的实现提供了两个方面的硬件支

8、持：其一，四a连接器插针由短针、中针和长针构成，这对热插拔的实现极为有用，后文将有叙述；其二，定义了一组热插拔信号，它们是BDsEL帮、Health妒、PCI一RST舻、El州M机如图l描述了卡热插入过时的状态转移过程。o0图1板卡插入状态转移———-+S2———一S3s20s3QP0表示板卡处于独立状态：P1脚表示板卡物理上完全安装入系统，但并未在Pa总线上激活，此时系统既为物理层p1，又为硬件层的HO；H1表示板卡上电，初始化成功，并在PCI总线上激活。H1F表示板卡上电，但初始化失败或是板