CPCI授时板卡的相关知识阐述

CPCI总线(CompactPCI，紧凑型PCI)，是(PCIIndustrial Computer Manufacturer's Group，国际工业计算机制造者联合会)组织于1994年提出的高性能工业计算机总线标准。

在机械结构上，CPCI总线结构使用了欧卡连接器和标准3U、6U板卡尺寸。

下图分别为我公司生产的CPCI授时板卡示意图：

标准6U板卡-示意图

标准3U板卡-示意图

此外，CPCI总线具有很好的抗震性和通风性，而且还可以从前面板拔插板卡，使更换和维修板卡极为方便。

在电气特性上，CPCI总线以PCI电气规范为基础，解决了VME等总线技术与PCI总线不兼容的问题，使得基于PC的x86架构、硬盘存储等技术能在工业领域使用。同时由于在接口等地方做了重大改进，使得采用CPCI技术的服务器、工控电脑等拥有了高可靠性、高密度的优点。

以我公司SYN4627型CPCI授时板卡为例，它可用于机箱/机柜，采用CPCI供电，获取GPS（北斗）时间信息，通过串口或者BNC输出时间信息，从而达到时间的同步。

CPCI所具有可热插拔（Hot Swap）、高开放性、高可靠性。CPCI技术中最突出、最具吸引力的特点是热插拔（Hot Swap）。简言之，就是在运行系统没有断电的条件下，拔出或插入功能模板，而不破坏系统正常工作的一种技术。热插拔一直是电信应用的要求，也为每一个工业自动化系统所渴求。它的实现是：在结构上采用三种不同长度的引脚插针，使得模板插入或拔出时，电源和接地、PCI总线信号、热插拔启动信号按序进行；采用总线隔离装置和电源的软启动；在软件上，操作系统要具有即插即用功能。CPCI总线热插拔技术正在从基本热切换技术向高可用性方向发展。

以SYN4627型CPCI授时板卡为例，在使用时，整套装置为：CPCI授时板卡，串口线，授时天线，天线支架

整体拓扑图如下：

使用时， 将板卡插入CPCI卡槽，并保证板卡固定可靠。

连接好GPS天线，并使用串口线将计算机和板卡相连，打开随机附带的串口校时软件，选对串口端口号，打开软件即可对时（注：时间信息有效，串口才有输出）。

CPCI标准具有种种优点。它与传统的桌面PCI系统完全兼容，在64位/66M总线接口下能提供每秒高达512MB的带宽。它支持用在桌面PC和工作站上的完全一样的接口芯片。使用CPCI能利用在桌面工作站上开发的整个应用，无需任何改变就能将其移到目标环境，**地缩短了产品推向市场的时间。利用CPCI技术使得电信设备OEM能利用与桌面应用系统同样的先进技术，同时还具有针对桌面系统设计的大量PCI芯片所带来的规模经济和低成本特性。其产品成本上往往低于同等功能的VME产品，仅略高于通常的工控机IPC（IPC，IndustrialPersonal Computer）产品。

在这里，以 SYN4627型CPCI授时卡的技术指标为例进行说明：

1、   授时天线（选件）

GPS接收天线用于为GPS接收机提供信号，从而使PCI授时板卡获得高精度时间参考，为电脑/工控机提供准确的时间信息：

GPS天线主要性能如下：

形状：蘑菇头

线长：30米（长度可定制）

物理接口：BNC

支架：蘑菇头安装支架

GPS接收机（选件）

频点：L1

定时精度：优于100ns

跟踪灵敏度：-160dBm   

2、   B码输入

IRIG-B(DC)：

物理接口：航插

电    平：RS422/485/TTL

标   准：国军标或者美标

IRIG-B(AC)

物理接口:航插

电    平:600欧姆平衡/非平衡

标    准:国军标或者美标

3、   RS232C串口：

串口输出误差：≤50us（波特率为115200时，误差与波特率有关）

物理接口： DB9公接头，3管脚输出，5管脚为地。

数据码型：起标与回车符为ASC码。数据（时、分、秒、年、月、日、）为BCD码。

数传速率： 9600Bit

工作方式：异步、单工。

帧格式：1位起始位，8位数据位，1位停止位，无校验位。

4、1PPS脉冲信号：

路数：1路

电平：TTL

同步误差：≤100ns

物理接口：BNC

5、    环境特性：

工作温度：0℃～＋50℃

相对湿度：≤90%（40℃）

存储温度：-30℃～＋70℃

6、   供电电源：CPCI插槽+5V供电，功耗小于2W

CPCI授时板卡在使用中，对收星及收星有效的判定给出说明：当接好天线后，一切链接完整后，打开串口授时软件，即可看见串口时间，及电脑的本地时间，当收到星后串口时间应是实时时间，如果没收到星串口时间显示的是CPCI开机的原始时间。

客户电脑/工控机没有串口时的校时方法：当电脑/工控机没有串口时，可选用串口转USB模块对时，串口线从   CPCI板卡接出来后接上串口转USB模块，usb接口接在电脑/工控机的usb接口上便可对时。

目前，CPCI授时板卡基于稳定性及操作方便性，只支持windows系统。

CPCI规范自制定以来，已历经多个版本。最新的PICMG 3.0所规范的CPCI技术架构在一个更加开放、标准的平台上，有利于各类系统集成商、设备供应商提供更加便捷快速的增值服务，为用户提供更高性价比的产品和解决方案。PICMG 3.0标准是一个全新的技术，与PICMG 2.x完全不同，特别在速度上与PICMG 2.x相比，PICMG 3.0速度每秒可达2Tb。PICMG 3.0主要将应用在高带宽电信传输上，以适应未来电信的发展，PICMG 2.x则仍是CPCI的主流，并将在很长时间内主宰CPCI的应用。

本文所涉及内容，只适用于CPCI授时板卡的应用。