CompactPCI潜力无限
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wqshand
2007-06-29
cPCI潜力无限
中国计算机行业协会PICMG/PRC 刘鑫 2004/10/22
业界权威人士预测: “第一，CompactPCI将以每年15%～20%的增长速度取代传统的IPC工控机；第二，CompactPCI与嵌入式系统将成为未来工业控制器的两大主流技术；第三，中国将成为CompactPCI全球最大的市场。”
刘鑫，研究员，硕士生导师，学科带头人。长期从事工业控制计算机及其系统技术的研究工作，主持过多项工控机行业重大新产品的研制工作，发表过数十篇研究论文，多次获得省部级科技进步奖; 现任“中国计算机行业协会工业计算机专委会（即PICMG/PRC）”会长、“中国计算机学会工控机专委会”常务副秘书长、科技部“国家工业控制机及系统工程技术研究中心”副主任、航天科技集团“工业控制及管理软件生产力促进中心”副主任。
工控机为工业自动化、信息产业和国防建设的发展提供了一个低成本的自动化技术方案，促进了国民经济的发展。同时，工控机技术自身也得到了迅速发展。实践证明: 可靠而廉价的工控机适合中国国情。
蓄势待发
PCI总线技术的发展、市场的需求以及IPC工控机的局限性，促进了新技术的诞生。作为新一代主流工控机技术，CompactPCI工控机标准于1997年发布之初就备受业界瞩目。相对于以往的STD和IPC，它具有开放性、良好的散热性、高稳定性、高可靠性及可热插拔等特点，非常适合于工业现场和信息产业基础设备的应用，被众多业内人士认为是继STD和IPC之后的第三代工控机的技术标准。采用模块化的CompactPCI总线工控机技术开发产品，可以缩短开发时间、降低设计费用、降低维护费用、提升系统的整体性能。“CompactPCI总线具有在不关闭系统的情况下的‘即插即用’功能，该功能的实现对高可用系统和容错系统非常重要”，2004年度科技部科技型中小企业技术创新基金项目指南中的这段话，概括出了CompactPCI总线工控机的主要特点和重要性。
产业道路
从1998年到今天，CompactPCI总线工控机在国内发展迅速，并得到了一定程度的应用，但远没有达到理想的程度。业界专家普遍认为，目前制约新一代工控机技术发展的因素主要有四个: 一是由于目前CompactPCI总线工控机的生产规模和应用数量还不够大，成本过高，用户还在观望，等待价格的进一步降低; 二是国产化的CompactPCI总线I/O模板的种类和数量还不丰富，配套性还不够，用户难以得到完整的解决方案；三是CompactPCI总线设计技术难度大，普及程度不够，多数企业还不具备自行研制系统配套I/O模板的能力；四是缺少权威的有关CompactPCI总线工控机设计和应用技术的指导性文献，需要培养更多的掌握该技术的专业设计人才和推广应用人才。
应用前景
众所周知，目前国内每年投放市场的DCS系统数量大约在1400套以上，并以每年15%左右的速度增长。DCS中的现场控制器采用的还是第二代IPC工控机产品，需要用新一代工控机替代升级。随着铁路五次提速，原来应用在车站计算机连锁系统、行车调度监督系统以及铁路红外热轴探测系统上的数千套第一代和第二代工控机已经不能满足要求，现在已经开始用新一代CompactPCI总线和PXI总线工控机替代。由于电力紧缺而正在加快建设的发电厂和电网系统，需要大量的新一代工控机产品来实现电力系统综合自动化。正在迅速发展的智能交通系统需要新一代工控机技术。纺织工业、制造业、食品加工、石油化工行业、车载信息系统等需要采用新一代工控机技术。新型兵器、飞行器需要高性能的新一代工控机。航空和航天器地面测控设备、雷达和电子对抗系统需要新一代工控机技术。下一代的网络设备、电信基础设备、数据通信设备、IP电话、语音、图像和视频等增值服务业务需要CompactPCI、PICMG2.16及ATCA等新一代工控机技术。还有你能想到的或没有想到的其他应用领域。如果说我国工业自动化设备市场份额只有大约200亿人民币的话，那么加上信息产业和其他基础设备，那就是上千亿元的大市场正等待新一代工控机去“潇洒走一回”。
相关链接：一路走来的工控机
工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义上，将用于工业生产过程的测量、控制和管理的计算机统称为工业控制计算机，包括计算机和过程输入、输出通道两部分。但今天的工业控制计算机的内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制。因此，工业控制计算机是“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的加固计算机”，简称“工控机”。
回顾历史，中国工控机技术的发展经历了80年代的第一代STD总线工控机，90年代的第二代IPC工控机，现在进入了第三代CompactPCI总线工控机时期，而每个时期大约要持续15年左右的时间。STD总线工控机解决了当时工控机的有无问题; IPC工控机解决了低成本和PC兼容性问题；CompactPCI总线工控机解决的是可靠性和可维护性问题。作为新一代工控机技术，CompactPCI总线工控机将不可阻挡地占据生产过程的自动化层，IPC将逐渐由生产过程自动化层向管理信息化层移动，而STD总线工控机必将退出历史舞台，这是技术发展的必然结果。同时，新一代工控机技术也是下一代网络（NGN）技术设备的基础。因此，覆盖CompactPCI总线、PXI总线以及AdvancedTCA技术的新一代工控机技术具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。
相关链接：与cPCI相关的总线技术
2001年，PICMG2.16将以太网包交换背板总线引入到CompactPCI总线标准中，为电信语音增值服务设备和基于以太网的工业自动化系统提供了新的技术平台。2002年，PICMG颁布了面向电信的新标准AdvancedTCA，简称ATCA。ATCA比PICMG2.16有更大的规格和容量、更高的背板带宽、对板卡更严格的管理和控制能力、更高的供电能力以及更强的制冷能力等。ATCA不是应用在电信上的第一个开放式平台，但它是第一个由电信专家专为电信应用设计的电信平台，也主要是为了解决电信系统目前主要面临的系统带宽问题、高可用性问题、现场升级问题、可伸缩性问题、可管理性问题以及可互操作问题，并最终降低成本。
仪器和仪表是工业自动化设备的重要组成部分。CompactPCI向仪器仪表领域的扩展总线就是PXI总线。PXI产生于1998年，主要是面向“虚拟仪器”市场而设计的，但已经不局限于测试和测量设备，正在迅速向其他工业控制自动化领域扩展，并与CompactPCI总线互相补充和融合。PXI总线工控机不但具有VXI的高采样速率、高带宽和高分辨率等特点，而且具有开放性、软件兼容性和低价格等优势。一般来说，3U PXI产品用于构造便携式或小型化的ATE测试设备、数采系统、监控系统以及其他工业自动化系统;6U PXI产品主要应用在高密度、高性能和大型ATE设备或工业自动化系统中。
