浅谈嵌入式系统的电路板标准
由于有限的预算和缩短的计划周期，迫使设计团队在中小批量的高性能嵌入项目中，例如医疗仪器、军用系统、通信安装以及过程自动化等，避免采用专有设计而采用开放标准。他们面临的挑战是选择一种可以提供性能、外形尺寸和成本优势，并能满足当前项目的要求，并在数据速率和加工需求上有预期可更新的大量扩展能力的标准。今天的板级标准名目繁多，包括VMEbus、PCI、CompactPCI、PC/104和 AdvancedTCA（先进电信计算架构），还有一系列独立模块和子卡的标准。每种标准都针对不同的用户群，并有一个行业团体的支持，该团体负责伴随性能预期的进步而对规范作修改和扩展，保持其可行性。
虽然电路板标准试图吸引嵌入系统业的主要部分，但在规范发展与认证过程中仍存在固有问题。总体而言，标准化组织对技术的发展响应太慢，因为他们必须等待成员达成一致才能最终更新。然而，如果他们试图跟上早期的变化，选择的数量会使业界迷惑，降低可互操作产品的可能性。例如，AdvancedTCA 标准有多个串行数据交换替代方案，包括以太网、FibreChannel、InfiniBand、StarFabric、PCIe（PCI Express），和 RapidIO。虽然有些电路板厂商会开发独特设计以适应多种选项，但业界未能选定一种或两种交换结构技术，这可能会损害到COTS（商业现货）产品的不断成功。
近来，PICMG 跟踪着台式技术的发展，在 CompactPCI 规范中加入了PCIe。CompactPCI Express 提供可比例缩放的高带宽数据路径、分组式数据协议，以及与PCI硬件和驱动软件的兼容性。基本的PCIe连接包含两个信号路径，采用LVDS（低压差分信令）和恒流线驱动器，能在每个方向上实现5Gbps的通信。简单地增加信号对（或通道）即可增加单个 PCIe连接的带宽，直至达到所需性能水平。MEN Micro 提供一种3U CompactPCI Express 单板机，它使用英特尔2.16GHz Core 2 Duo处理器（图 1）。 MEN Micro的F17采用英特尔的 Mobile 945GM Express 芯片组，带有六个PCIe通道，以及两个 SATA（串行先进技术连接）线。该板的内存包括 Core 2 Duo中集成的 4MB L2 缓存，以及多达4GB高速DDR2 DRAM。前面板上的标准I/O包括一个 VGA 连接器、两个用PCIe连接的千兆位以太网接口，以及两个USB2.0端口。由于采用了英特尔嵌入系统产品系列的元件，F17可保证最少五年的标准可用性。MEN Micro提供对 Windows、Linux、VxWorks和QNX 的电路板支持包。F17 的价格为 2920 美元。
Emerson Network Power（前身是 Artesyn Communication Products）最近宣布了一个采用基于英特尔 Pentium M处理器的AdvancedMC模块KosaiPM（图2）。该模块提供各种应用所需的局部马力，如协议处理、分组处理、数据管理以及I/O管理等。该模块具有工作在高达 1.8 GHz 频率下的低功耗处理器，2MB Level 2 缓存，高达 2GB的带 ECC（纠错码）的DDR SDRAM，一个USB2.0接口，以及一个前面板的RS-232接口。为支持卡内外的高速分组数据传输，KosaiPM同时采用PCIe和双千兆位以太网接口与底板连接。KosaiPM 还使用基于I2C的IPMI，可以监控并远程控制模块。KosaiPM 亦可热插拔，降低了备件成本和平均维修时间。