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【技术讲座】板卡接口的过去与现在，工业总线规格总汇 (二)
以VME为基础，利用高速骨干网

DATE 2008/03/12


　　【日经BP社报道】 上接本站报道 (一)VME，板卡间连接总线最为广泛采用的代表

曾经的绝对主角，速度上相形见绌

　　虽说VME使用方便，但现在看来VME的性能也只是差强人意。尽管非同步传送在构造上确实很灵活，但要想提高性能却非常麻烦。虽然VME32的速度可以达到约40MB/秒，VME64为约80MB/秒，这一数值过去也许还能凑合，但现在却已经无法让人满意。各开发商很早也都注意到了这一问题，并采取了各种各样的改进措施。比如，后来就推出了VME320和VXS等高速规格。

　　上世纪九十年代前半期，被称为FutureBus+的VME后续规格被人们寄予厚望。该规格最早是被称作MultiBus/S-100Bus，在某种意义上类似VME的背板规格，其后续规格就是FutureBus。FutureBus后来被标准化为“IEEE896.1-1987”。FutureBus+就是在FutureBus的基础上由VITA等多家组织共同开发出来的。FutureBus+作为“IEEE896.2-1991”其基本部分首先实现了标准化，之后又增加了几项追加指标。VITA就是以FutureBus+为基础制订了VFEA（VME bus & FutureBus+ Extended Architecture）标准，但由于关键的FutureBus+应用因为多种原因陷于困境，VFEA也未能普及开来。

　　为此，VITA决定独自推广VME。首先在1997年，VITA演示了名为VME320的规格。它是以VME32为基础实现了320MB/秒速度的规格。以此为契机，名为VME 2eSST（双倍源同步传输，two-edge, source sunchronous data transfer)的规格正式出台。这种规格将数据传送改为同步传输，利用选通信号（Strobe Signal）的两个边沿来传送（即DDR），成功地大幅提高了传输速度。

以VME为基础、利用高速骨干网

　　与上述方法不同，在保持VME基本系统不变的同时提高性能的方法也被开发出来。其中最有名的就是被称作VXS（VMEbus交换式串行，VME-bus Switched Serial）规格。VXS定义了连接现有VME模块和各种交换结构（Switch Fabric）的桥接模块，使用这一模块与外部高速交换连接（图2）。在与原有的VME对应总线模块（Legacy）通信的同时，根据需要还可以与外部机构（Fabric）进行通信。这样就可以在维持VME的基础上同时利用高速骨干网。

图2　VXS的基本构造
既能和遵循VME的模块通信，又可以根据需要和外部机构（Fabric）通信。由此虽然以VME为基础但却能够用于高速骨干网


　　VXS首先制订了Base Specification（VXS.0）和InfiniBand对应（VXS.1）、Serial RapidIO对应（VXS.2）、Live Insertion（VMS.10）的四个暂时标准。GbE/10GbE对应（VXS.3/VXS.6）、PCI Express对应（VXS.4）、Aurora对应（VXS.5）、Redundant Processor Mesh（VXS.7）和Rear Transition Module（VXS.11）正在面向制定标准进行草案的审议。

　　另外，ANSI则提出了采用全新接头形状，能够进行更高速度数据传送的新规格VPX方案。最初只有VME32/64，但一开始就考虑了与Serial RapidIO、PCI Express和以太网的连接。进一步强化性能后名为VPX REDI（The Ruggedized Enhanced Design Implementation）的扩展规格也在讨论之中。VPX/VPX REDI的目标是应用于航空电子设备等需要高可靠性和需要高强度机械/电气性能的用途，可以说是面向特定领域的特殊扩展。（未完待续，特约撰稿人大原 雄介）

作者简介：大原 雄介技术论文自由撰稿人。内容主要涉及CPU和存储器等相关部件的结构、OS、驱动器、中间件等。

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