BOB半岛:新一代工业计算机平台规范PICMG 13

　　PICMG 1.2发布不到二年，PICMG(PIC工业计算机制造商协会)己开始制定更新的规范─PICMG 1.3，目的是要把一些新的I/O接口规范，如PCI Express、USB 2.0、Serial ATA、Gigabit以太网引入工业计算机平台以提升系统频宽。除了提升平台的运算速度与频宽，在系统管理与维护的便利性上，也做了一些改进，如增加IPMB与热插拔的支持、减少排线的使用等。本文将介绍PICMG 1.3的主要规范。

　　表中可以看出PICMG 1.3主要提供PCI Express的支持，对PCI或PCI-X也同样支持，但这是次要的，而且SHB只支持32-bit宽度的PCI，只有背板才有可能支持到64-bit PCI。SHB又分长卡与短卡两种，短卡仅支持连接器A、B，长卡最多可支持到连接器D。

　　从PICMG 1.0发布至今，总线从ISA演进到PCI、PCI-X，一直到现在的PCI Express，每一次更新的目的都是为了提升系统I/O的频宽，表2是上述各种总线所支持的总线种类与频宽。表中可以看出每次的规格更新，频宽均提升了一倍以上。

　　为了支持新一代的CPU与内存，在电源供应上，PICMG 1.3增加了更多的电源引脚，表4是PICMG 1.0到PICMG 1.3的电源供应比较表。

　　表4显示，PICMG 1.3大幅度增加+12V电源的供应，也减少+5V的供应。因为在Pentium-III时代，CPU的耗电量通常不超过30W，CPU电源大多由+5V转换而得，但是新一代的Pentium 4 CPU的耗电量高达100W以上，若从+5V转换，转换效率变差，而高达20A以上的电流，使电源转换电路容易产生高热而减少寿命。现今大多的设计都己改用+12V转换，这就是PICMG 1.3增加+12V电源供应的主因。

　　如同PICMG 1.2，PICMG 1.3的制定原则也希望延用原有的外围设备，如机箱、电源系统，以降低系统开发成本。在结构上，SHB的零件面与PCI卡或PCI Express卡相反，这一点与PICMG 1.2不同。这样的转变主要源于两个考虑，一是为了使CPU、北桥、与内存接口之间的高速信号线在PCB布线所示，如果零件面与PCI Express卡相同，则CPU与内存接口之间的信号线将互相缠绕而不利走线；二是机箱的设计不用更改。如图2所示，CPU板卡的零件面与PCI Express卡相反时，板卡的边缘刚好对准沟槽的导轨。

　　PCI Express的差动信号，其最高传输率达2.5Gbps，信号从SHB经过连接器到达背板的途中，会经过PCI Express连接器，造成阻抗不连续，使信号产生反射或衰减。为确保信号质量符合PCI Express规范的要求，对于信号的介入损耗有严格规定，SHB或是背板的设计均必须符合要求，以确保信号的眼图符合规范。

　　图3是信号的连接方式示意图，可看出SHB在分析介入损耗时是把PCI Express连接器视为阻抗的一个不连续点。表5则是信号对介入损耗的要求。

　　除了PCI Express与PCI，PICMG 1.3还加入了4对USB 2.0口、4对Serial ATA口、与1个GbE口的支持。这些信号都被引到PICMG 1.3的接口规格中，让这些高速的差动信号经由印制电路板到达背板，信号质量会更稳定，亦可减少电缆的使用，进而提升系统维护的便利性。

　　为了更方便管理系统，PICMG 1.3加入了IPMB的支持，管理人员能够用IPMB来监控系统内的各种组件的健康状态，如CPU或系统温度、电压、风扇转速等，并且能够从远程控制SHB，或是重置系统等管理工作。

　　PICMG 1.3的PCI Express接口支持热插拔功能，系统可以在不断电的情况下更换PCI Express卡，提高系统的可用性。

　　背板上的SHB插槽设有钥匙可用来防止SHB误插到I/O电压位置不兼容的背板上，所以PICMG 1.3定义VIO信号，让SHB可以判断背板所支持的I/O电压位置。

　　PICMG 1.3将+3.3Vaux、PSON#、PWRBT#、PWRGD等信号引入硬件接口以支持ATX电源系统的电源管理功能，但需留意的是这些支持都只是选项。若系统不支持ATX电源系统，系统开发商也必须确保SHB与背板在搭配旧有的电源系统时仍能正常工作。PICMG 1.3还预留了SM总线以满足未来在系统管理上的需求。

　　背板有高速的PCI Express信号经过，为确保信号质量，印制电路板的阻抗要求极为严格，一般信号线W