PC104

PC104简介

　　PC/104是一种工业计算机总线标准。PC/104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT相对应。PC/104PLUS 则与PCI总线相对应。 第一块PC104产生于1987年，但严格意义的规范说明在1992年才公布，后来对PC104感兴趣的人越来越多，众多厂家生产PC104兼容产品。像原来的PC总线一样，PC104一直是以一个非法定标准在执行，而不是委员会设计制定的。

　　1992年IEEE开始着手为PC和PC/AT总线制定一个精简的IEEEP996标准（草稿），PC104作为基本文件被采纳，叫做IEEE P996.1兼容PC嵌入式模块标准。可见，PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。

PC104百科

　　PC/104是一种工业计算机总线标准。PC/104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT相对应。PC/104PLUS 则与PCI总线相对应。 第一块PC104产生于1987年，但严格意义的规范说明在1992年才公布，后来对PC104感兴趣的人越来越多，众多厂家生产PC104兼容产品。像原来的PC总线一样，PC104一直是以一个非法定标准在执行，而不是委员会设计制定的。

　　1992年IEEE开始着手为PC和PC/AT总线制定一个精简的IEEEP996标准（草稿），PC104作为基本文件被采纳，叫做IEEE P996.1兼容PC嵌入式模块标准。可见，PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。

　　IEEE-996标准的延伸

　　我们知道IEEE-P996是PC和PC/AT工业总线规范，IEEE协会将它定义IEEE-P996.1，很明显PC104实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996，其信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范却完全不同，是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统。

　　PC104与普通PC总线控制系统的主要不同是：

　　1、 小尺寸结构：标准模块的机械尺寸是3.6X3.8英寸，即96X90mm

　　2、 堆栈式连接：去掉总线背板和插板滑道，总线以“针”和“孔”形式层叠连接，即PC104总线模块之间总线的连接是通过上层的针和下层的孔相互咬和相连，这种层叠封装有极好的抗震性。

　　3、 轻松总线驱动：减少元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可使模块正常工作，，每个模块1-2瓦能耗。

　　PC104的基本尺寸（8位）

　　有二个方法使用 PC/104模块：

　　虽然PC/104模块的扩展和应用是灵活的，但我们建议还是二种基本方法在您设计的嵌入系统中使用PC104：

　　独立的模块堆栈：这方式中，模块是被用作全兼容的总线底板，但是不需要背板板和或插槽叠成的。每个模块留出 0.6英寸间距。

　　作为元件应用：在这方式下，模块作为用一个高度集成元件，插入一个定制的母板上，母板上包含有应用接口和总线逻辑，它的自我堆栈方式，可‘在一个位置上安装几个模块。这种方式允许在系统调试或者测试时，临时更换模块，同时有利于我们将来的产品升级或者更换选件。

　　PC104和PC104PLUS

　　PC104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT相对应。PC104PLUS 则与PCI总线相对应，在PC104总线的两个版本中，8位PC104共有64个总线管脚，单列双排插针和插孔，P1：64针，P2：40针，合计104个总线信号，PC104因此得名。

　　当8位模块和16位模块连接时，16位模块必须在8位模块得下面（见附图2）。P2 总线连结在8-位元模块中是可选的，这样让这些模块无论何处都可在堆栈中使用。

　　PC104PLUS 是专为PCI总线设计的，可以连接高速外接设备。PC104PLUS 在硬件上通过一个3X40即120孔插座，PC104PLUS包括了PCI规范2.1版要求的所有信号。为了向下兼容，PC104PLUS保持了PC104的所有特性。

　　PC104PLUS与PC104相比有以下3个特点：

　　1．相对PC/104连接，增加了第三个连结接口支持 PCI bus.

　　2．改变了组件高度的需求，增加模块的柔韧性。

　　3．加入了控制逻辑单元，以满足高速度 bus的需求。

　　关于PC104PLUS总线与PCI总线规范的不同：

　　1．PC104PLUS是用120针2mm孔堆栈插座连接，而32位PCI总线用124针插槽连接

　　2．120针的PCI不支持64位扩展，和 JTAG， PRSNT 或 CLKRUN 信号。

　　PC104PLUS规范包含了两种总线标准：ISA和PCI，所以向其他PC机一样，可以双总线并存。

　　由于PC104的管脚定义与ISA、PCI的规范完全兼容，所以公司在产品内部用 PC/104模块时，也可以应自己的需要设计生产更多的专业应用PC/104模块种类。

　　pc总线与104总线，cpci总线三者区别

　　总线就是通往两个门之间的道路，主板的总线一板是说芯片组。

　　可以把cpu看做是一个房子，他的总线就是他的门口，主板芯片组也是一样的看待，从房子到另一个房子的路有多宽是取最小的那个门口的宽度，也就是比较低的那个总线频率。

　　如果cpu总线频率低，主板总线频率再高，cpu也是个瓶颈。

　　pc104总线总结

　　实际上，早在PC/104规范诞生之前，1987年就产生了世界上第一块PC/104板卡，由于其固有的优点，在国际上制订统一的规范之前，一直有许多厂商在生产类似的嵌入式板卡。到了1992年，由业界著名的RTD公司和AMPRO公司等12家从事嵌入式系统开发的厂商发起，组建了国际PC/104协会，得到了全世界众多厂商纷纷响应，从此PC/104技术的发展走上了康庄大道。1992年，Intel提出了PCI总线，将总线频率提高到了33MHZ。1997年2月PC/104协会根据PC技术的发展形势，由其技术委员会牵头，主持制订了PC/104+总线，2003年11月PC/104协会技术委员会又制订了PCI-104总线。

　　从PC/104技术的发展历史中可以看出，PC/104来自于“群众”，来自于实践发展的需要，并且自身在随着PC技术的发展而不断地发展。从实践中来，有着众多厂商的支持，使得PC/104技术具有天然的旺盛生命力。

　　后PC时代，嵌入式系统的发展风起云涌，波澜壮阔。在这一历史洪流中，众多的嵌入式系统规范争奇斗艳，各种嵌入式板卡令人眼花缭乱。但从目前PC/104的号召力和众多的厂商支持来看，其在嵌入式领域举足轻重的地位还没有哪一种规范能够企及。我们相信，在国际PC/104协会的带领下，PC/104技术的发展前景必将无限光明。

　　PC/104的优点

　　小尺寸

　　PC/104的板卡标准尺寸为90mmX96mm（比一本新华字典还要小很多，而传统桌面PC系统的板卡尺寸为315mmX122mm），这样小的尺寸使得PC/104、PC/104+和PCI-104模块板成为了嵌入式系统应用的理想产品。

　　开放的高可靠性的工业规范

　　PC/104、PC/104+和PCI-104产品在电气特性和机械特性上可靠性极高，功耗低，产生热量少。板卡与板卡之间通过自堆栈进行可靠的连接，抗震能力强。全世界有超过200家公司使用这些开放的规范来生产和销售各种PC/104模块板。

　　模块可自由扩展

　　PC/104模块具有灵活的可扩展性。它允许工程师互换及匹配各种功能卡，可随系统的需求而升级CPU的性能。增加系统的功能和性能只需通过改变相应的模块即可实现。

　　低功耗

　　4mA的总线驱动电流，即可使模块正常工作，低功耗有利于减少元件数量。各种插卡广泛采用VLSI芯片、低功耗的ASIC芯片、门阵列等，其存储采用大容量固态盘（SSD）。

　　堆栈式连接

　　这种结构取消了主板和插槽，可以将所有的PC/104模块板利用板上的叠装总线插座连接起来。有效减小整个系统所占的空间。

　　丰富的软件资源

　　与PC系统兼容的操作系统、开发工具、应用软件都可以运行在PC/104系统中。这使得用户可以随时利用无处不在的PC系统丰富的软件资源，从而降低软件购买、学习、培训等方面的成本。此外，在许多PC/104系统的设计中，大量的实时操作系统已经被成功地应用。

　　大大简化系统设计的复杂性

　　通过使用PC/104、PC/104+和PCI-104模块，用户可以将精力集中于末端系统设计及功能设计上。不用为CPU及其外围器件之间的复杂接口关系花费时间。PC/104模块的“（plug-together-write-application-software）”设计方法确保了设计者面向市场的最快响应速度。

　　总之，PC/104凭借紧凑的外形、成熟的标准体系结构、专业设计、专业生产带来的高可靠性，将广大硬件工程师引入了一个更高的层次，标准的PC兼容体系结构大大减少了软件工程师的工作量。模块化、通用化的系统更易于维护、易于扩展、易于系列化、易于升级。大大减少了重复学习、重复开发的成本。

　　PC/104技术的未来发展前景

　　今天，PC/104、PC/104+、PCI-104产品已经被广泛应用于商业、工业、航空以及军用等领域，其在商业及商用现货领域作为嵌入式系统理想解决方案的这一主导地位，已经得到大家的一致认可。“堆栈型PC”已经被证明是一种能够广泛应用于各种场合的坚固的、可靠的及高性价比的嵌入式系统解决方案。所有这一切决定了PC/104产品的发展前景无限光明。众多厂商及广大用户对“堆栈型PC”的青睐使得PC/104产品能够方兴未艾，并且长久不衰。由于PC/104系统与传统PC系统的兼容，并且具有丰富的开发工具和软件资源，使其成了广大用户最喜欢的选择。

　　其它的嵌入式系统规范总是试图切入PC/104的市场，然而它们与生俱来的先天不足限制了它们的广泛应用。CompactPCI是一种了不起的嵌入式标准，但却具有昂贵的连接器和背板；PMC的局限性在于它只允许一块附加插卡；其它一些采用大板卡的规范由于使用插卡式内存，对系统的可靠性带来了致命的影响。

　　PC/104具有非常灵活的模块化配置功能。开发者可以根据自己的需求，准确选择他们所需要的功能模块，用于构建自己的系统，还可以为系统配备极其坚固的外壳。用PC/104模块构建的系统体积非常小巧，但功能却十分强大。PC/104模块板的功能十分丰富，包括CPU、I/O、DSP、无线网络以及GPS等等。用户在桌面PC系统中能够找到的每一种功能，都可以在PC/104系统中实现，并且软件也易于配置。PC/104系统可以运行DOS、Windows以及众多的实时操作系统，这些特点使得PC/104系统的软硬件配置实现起来非常容易。

　　PC/104的未来将如何发展？回顾一下它的成长历史，也许我们能够从中找到答案。

　　1992年，PC/104规范在最初发布的时候，ISA总线在桌面PC中的应用已经超过了10年。在这十年时间里，ISA总线被证明是一种非常成熟的技术。ISA总线的下一代替代技术也正呼之欲出。PC/104的出现，为广大嵌入式系统制造商提供了一种全新的选择，极大地拓展了他们产品设计制造的范围。桌面PC市场也正在不断变化，EISA、Micro-Channel、VL及PCI都是当时下一代总线的有力竞争者。

　　然而，EISA和Micro-Channel很快就退出了竞争。早在80年代后期，VL总线和PCI总线互相竞争得难解难分时，PC/104总线诞生了，它采用了成熟的ISA总线技术。到了1997年，PCI总线已经在和VL总线的竞争中大获全胜，PC/104+规范适时诞生，在定义中增加了对PCI总线的支持。堆栈型PC又一次采用了已经证明的成熟的技术。今天，堆栈型PC已经将ISA和PCI总线集于一身。而当桌面PC丢掉ISA总线时，堆栈型PC又适时迎来了PCI-104。当然，这只是刚刚开始，在未来的嵌入式系统领域，更新的技术仍将会被堆栈型PC按照它特有的方式所采纳。

　　那么，接下来的新技术会是什么呢？我们知道，桌面PC技术走到了又一次选择的十字路口。3GIO、RapidIO、InfiniBand、HyperTransport、StarFabric，这些都是可能的选项，但别忘了，游戏只是刚刚开始。ISA和PCI以其技术上的成熟在今天的嵌入式领域，成为了广大用户当仁不让的选择。堆栈型PC在耐心等待，等待未来桌面PC技术竞争者中王者的出现，等待一种新技术的成熟。到那时，堆栈型PC会采纳这种新技术，从而推动PC/104技术能够始终与时俱进。

　　PC/104 的发展前景非常看好，“堆栈型PC”的前途无限光明。利用成熟的桌面PC技术，利用丰富的PC软件资源，使得PC/104技术如虎添翼。不断谨慎增加一些成熟的PC技术，比如增加对PCI总线控制的支持，实现超过4块PCI附加模块板的堆栈；增加对未来PC技术的支持，比如支持PCI Express等。这些将使得PC/104能够紧跟PC技术前进的脚步，同时不断满足广大客户的新需求。我们期待国际PC/104协会为PC/104描绘更加美好的蓝图。

　　美国RTD公司是世界著名的PC/104厂商，自1985年成立以来，一直专注于PC/104嵌入式产品的设计与生产，目前已形成最齐全的产品线。其产品分为PC/104模块板、PC/104加固型系统、开发配件、开发系统等四大系列，共有300多种产品。配套齐全的产品线在业界独树一帜。

　　RTD公司的产品定位于高端市场，其产品以精湛的工艺，精良的选材，有口皆碑的可靠性，满足美国苛刻的军用标准而被美国军方长期推荐为军品的商用现货。

　　RTD公司有着严格的质量管理体系，公司通过了国际质量体系标准ISO9001:2000认证。独特的11项质量管理制度，涵盖从器件的采购、OEM供货商的选择、资质认证、产品的设计、制造、不合格产品的分析处理、制造设备的校验、质量管理人员的培训、公司管理层的定期总结等各个层面。

　　RTD公司执着客户至上理念，对客户做出产品零缺陷的承诺。公司极其重视客户意见的反馈，致力于以精湛的技术为客户提供一切可能的服务，满足客户的一切需求。

　　RTD公司始终跟踪技术发展的最前沿，不断推出领先技术潮流的最新产品。其采用蓝牙技术的无线网络模块板、采用3G技术的无线网络模块板、采用TI第六代芯片的DSP模块板、具有专利技术的适用于恶劣环境的PC/104加固型系统IDAN系列产品等，一直在业界独领风骚。