Serie CompactPCI Plus, Teil 17 Hybrid-Backplanes für CompactPCI & CompactPCI Plus

Mit PICMG CompactPCI Plus (CPLUS.0) wird CompactPCI in die Welt der seriellen Interfaces, die auf heutigen Chipsätzen zur Verfügung stehen, überführt. Unter Beibehaltung des CompactPCI-Ecosystems schaffen Hybrid-Systeme nach PICMG 2.30 einen weichen Übergang in die Zukunft.

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Dazu wurde für den P2-Steckverbinder eines bestehenden CompactPCI-32-Bit-CPU-(System-)Slots, der bisher für User Defined I/O frei war, ein einheitliches Pinout definiert. Die seriellen Interfaces PCI-Express, USB, SATA und Ethernet (10/100/1000 Base-T) sind dort verfügbar und werden von einer Hybrid-Backplane auf die CompactPCI Plus Steckplätze geführt. Der herkömmliche Hardmetric-P2-Steckverbinder auf der CPU wird durch einen footprint- und steckkompatiblen Steckverbinder von 3M ersetzt (UHM-Steckverbinder).

Die inneren Ground-Schirmbleche zwischen den Reihen und Spalten dieses UHM-Steckverbinders reduzieren sowohl das Übersprechen als auch den Impedanzsprung des herkömmlichen Steckverbinders. Mit diesen Eigenschaften kann der Steckverbinder Signale bis über 5 GBit/s übertragen, was für aktuelle SATA- und PCI-Express-Übertragungsraten ausreichend ist.

Pinout verhindert fehlerhaftes Stecken

Hybrid-Systeme können wie üblich bis zu sieben parallele Peripherie-Slots unterstützen und bis zu vier serielle Peripherie-CompactPCI-Plus-Slots. Die Begrenzung auf vier Slots wird durch die zur Verfügung stehende Anzahl von Kontakten im P2-Steckverbinder vorgegeben. Der CPU-(System-)Slot befindet sich in der Mitte. Das Pinout für den P2-Steckverbinder des System-Slots wurde so definiert, dass fehlerhaftes Stecken, z.B. eine 64-Bit-CPU in einen PICMG 2.30 CPLUS Slot, nicht zu Beschädigungen der beteiligten Boards führt.

Bild 1 zeigt ein Beispiel einer Hybrid-Backplane: die peripheren CPlus-Slots benötigen im Gegensatz zu CompactPCI nur einen relativ kleinen, kostengünstigen Steckverbinder mit sechs Kontaktreihen (Basis-Steckverbinder). Er übernimmt die Stromversorgung und überträgt die Highspeed-Signale PCIe 1x, SATA, USB (2x) und, soweit genutzt, Kontroll- und Steuerleitungen. Für Ethernet wurde ein separater Steckverbinder reserviert, in den ein Mezzanineboard auf der CPU auch direkt, ohne Umweg über das Trägerboard, gesteckt werden kann.

Hybrid-Backplanes mit jeweils vier Steckplätzen sind bereits als Standard ab Lager verfügbar. Weitere Hybrid-Backplanes mit unterschiedlicher Anzahl an Steckplätzen und P47-Steckverbinder stehen kurz vor der Markteinführung (Bild 2).

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