Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → История отечественной вычислительной техники  → 

Бортовой процессор ввода-вывода

Основные характеристики бортового процессора ввода-вывода

Одной из последних работ, которыми руководил И.В. Прангишвили, было создание бортового процессора ввода-вывода.

Бортовой процессор ввода-вывода (БПВВ) относится к классу встраиваемых бортовых компьютеров отечественной разработки для необслуживаемых систем, ориентированных на сложные условия эксплуатации. Шифр изделия: БПВВ-ИПУ.

БПВВ-ИПУ характеризуется низким энергопотреблением, высокой надежностью, ударо- и вибростойкостью, возможностью работы в расширенном температурном диапазоне, невысокой стоимостью,  малыми габаритами.

Типовые области применения:

Бортовой процессор ввода-вывода отечественной разработки построен на архитектурных принципах процессорно-независимого асимметричного мультипроцессинга и соответствует стандартам PC/104 и PC/104+  с использованием мезонинной технологии.

Техническая документация выполнена по ЕСКД.

Размер модуля - 96 мм х 91 мм.

По заказу возможно изготовление БПВВ в других архитектурных вариантах и конструктивах:

В комплект БПВВ-ИПУ входят базовый модуль-носитель и устанавливаемые на него два мезонина:

Мезонины представляют собой миниатюрные компьютеры, которые соединяются с модулем-носителем с помощью разъемов высокой плотности и винтовых креплений. Такая конструкция обеспечивает их сменяемость и опциональность.

Мезонинная технология упрощает следующие процессы:

Эксплуатационные характеристики БПВВ-ИПУ представлены в таблице.

Напряжение питания

5,0 В

Потребляемая мощность

3 - 6 Вт

Рабочий температурный диапазон

0 - +70 С (опция -40 - +85 С)

Удары

50G/20 мс

Вибрация

20G/0 - 600 Гц

Базовый модуль-носитель

Базовый модуль-носитель выполняет функцию моста между мезонинами и внешними устройствами. В нем реализованы электронные схемы, обеспечивающие преобразование и трансляцию выходов мезонинов в стандартные и специализированные интерфейсы. Основными функциями этого модуля являются буферизация, преобразование протоколов, тиражирование портов для внешних устройств, согласование параметров сигналов и электропитания. На нем расположены также разъемы для подключения внешних периферийных устройств. Интерфейсы базового модуля-носителя можно разделить на 4 основные группы:

Основные характеристики представлены в таблице.

Интерфейсы

 

Системные

PC/104, PC/104+

Стандартные

IDE, 2 x PS/2, LPT/FDD, STN, CRT,

Sound I/O, TV выход

Сетевые

2xEthernet 10/100 BaseT, 3 x USB 1.0 с поддержкой Host-режима, 1 x I2C, 1 x RS-232, 1x RS-232/RS-422/485/TTL, 1 х RS-232 TTL

Ввода-вывода

16 дискретных каналов ввода-вывода,

8 дифференциальных каналов АЦП 12 разр.,

2 канала ЦАП 12 разр.,

Вход таймера, вход прерывания,

20 линий GPIO,

6 каналов АЦП 8 разр.

Разъёмы мезонинов

Мезонин вычислительный
Мезонин ввода-вывода

3 х 140 контактов высокой плотности

1 х 44 контакта

Мезонин вычислительный

Семейство вычислительных мезонинов включает в себя ряд взаимозаменяемых устройств на базе процессоров с различной архитектурой и производительностью. Доступны следующие процессорные платформы:

Данная номенклатура вычислительных мезонинов позволяет решать широкий спектр задач и обеспечивает совместимость БПВВ с существующими пользовательскими наработками в области программного обеспечения. Каждый мезонин также содержит распаянную оперативную память  16-1024 Мбайт (в зависимости от модели), флэш-накопитель до 4 Гбайт, последовательные интерфейсы, аудио-, видео- и сетевые контроллеры. Устройства отличаются низким энергопотреблением.

Основные характеристики мезонинов представлены в таблице

Характеристика

1

2

3

4

5

Тип процессора / набор инструкций

Intel PXA270 / ARM

TI OMAP3530 / ARM

Intel Atom / X86

AMD

Geode LX800 / X86

Marvell PXA300 / ARM

Частота процессора (МГц) / интегральная производительность

100-520 / 325 MIPS

600-720 / 1440 MIPS

1100-1600 / 5500 MIPS

200-500 / 990 MIPS

208-624 / 390 MIPS

Сопроцессор для выполнения операций с плавающей запятой

-

+

+

+

-

Оперативная память (Мбайт)

16-128

64-256

1024

128-512

64-128

Flash Disk (Мбайт)

1-512

128-512

1000-4000

128-512

512

Тип дисплея / макс. разрешение

TFT, STN / 800x600

TFT, STN / 1400x1050

TFT, LVDS, SDVO / 1920x1080

TFT, RGB / 1920x1440

TFT, STN / 800x600

Порты Ethernet 10/100 Мбит/с (кол-во без учёта возможностей базовой платы)

1

1

2

1

1

Последовательные порты

3-4

3

1

2

3

Порты USB (host/slave)

4/1

3/1

6/0

3/0

2/1

Интерфейсы HDD / аудио

+ / +

- / +

+ / +

+ / +

- / +

Сторожевой таймер

+

+

+

+

+

Шина PCI

+

-

PCI Express

+

-

Линии ввода/вывода общего назначения

40

74

14

8

42

Поддержка О/С

Linux / Win CE

Linux / Win CE

Linux / WinXP/7

Linux / Win CE/XP

Linux / Win CE

Потребляемая мощность (Вт)

0.2-3

0.2-3

0.2-6

3-5

0.05-3

Мезонин ввода-вывода

Мезонин ввода-вывода базируется на программируемом микроконверторе с процессорным ядром i8052. В микроконвертор интегрированы преобразователи “аналог – цифра” и “цифра – аналог” (АЦП, ЦАП), таймеры и каналы дискретного ввода-вывода. Установка данного мезонина позволяет решать задачи ввода-вывода непосредственно в БПВВ без подключения дополнительных внешних устройств. Мезонин ввода-вывода имеет дифференциальные аналоговые входы и гальваническую развязку по питанию и каналу обмена данными с вычислительным мезонином. Имеется удобная система разработки и встроенные средства загрузки и отладки программ.

Основные характеристики мезонина ввода-вывода представлены в таблице.

Микроконтроллер

Процессор

Архитектура i8052, 256 байт ОЗУ, интегрированная подсистема ввода-вывода, температурный датчик, прецизионный источник опорного напряжения (ИОН), сторожевой таймер, таймер измерения длительности, монитор напряжения питания, схема сброса по включению питания (POR)

Разрядность

8 разрядов

Частота процессора, производительность

16,7 MHz, 16 MIPS

Память

Оперативная

2КB (в дополнение к 256 байтам ядра)

Электронный диск

62 КB/4 КB FLASH/ЕЕ памяти программ/данных

Время хранения данных

100 лет

Число циклов программирования

100 000

Порты ввода/вывода

Аналоговый ввод

Восемь дифференциальных каналов АЦП 12 разр. с самокалибровкой, скорость выборок 420 000 в секунду

Аналоговый вывод

Два канала ЦАП 12 разр.

Дискретные

16 дискретных каналов ввода/вывода

Управления

Вход таймера, вход прерывания (также строб управления таймером)

Сетевые

RS-232/485

Программирование

Система разработки, встроенные средства загрузки и отладки программ, возможность программирования в системе

Статья помещена в музей 17.06.2010 г.

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2017