Всегда ли PCI такая быстрая?

Трафик простых регистровых передач, с учетом задержки моста PCI-PCI хост-процессора, может достигать 33 Мбайт/с. Перед подготовкой этого материала я специально попросил специалистов компании PEP Modular Computers замерить реальный трафик в CompactPCI-системе, содержащей только процессор и "простейший" промышленный PCI-модуль цифрового ввода/вывода регистрового типа СP380. Специалисты фирмы РЕР на логическом анализаторе проверили цикл обращения процессора к модулю CP380 в режиме разовых передач чтения/записи и получили фиксированный трафик передачи в 120 нс (32 Мбайт/с). То есть, за 4 такта шины PCI. Официальный письменный отчет о проведении измерений со всеми копиями временных диаграмм с анализатора находится у меня.

Готов согласиться с оценкой автором регистрового трафика PCI-шины на частоте 33 МГц: 3, 7х4= 14, 8 Мбайт/с. В обсуждаемом контексте вопрос совершенно не принципиальный. Прав он и в отношении оценок трафика ISA MicroPC: 1, максимум 2 Мбайт/с.

Отсюда видно, что сама по себе шина PCI, даже при регистровых пересылках, свойственных отдельному объектному вводу/выводу типа простейших цифровых модулей или простейших ЦАП/АЦП, как минимум, в 7 раз быстрее шины MicroPC. Реально же PCI-шина (имеется в виду такт в 33 МГц) быстрее ISA MicroPC в зависимости от того, что брать за точку отсчета, при простых регистровых передачах в 15-30 раз.

Уважаемый автор вообразил некий понятный ему встраиваемый контроллер с некоей типовой "термопарной" задачей, в которой PCI-система дает выигрыш только в 1, 4% по сравнению с ISA-системой MicroPC. Следуя его методике расчетов и только предположив, что ПИД-регулятор писал неграмотный программист, можно прийти в идеале к цифре ноль в оценке эффективности современной PCI-системы перед архаичной ISA-MicroPC! Возможно ли это? Действительно возможно! Но причем здесь сама шина PCI?

На эффективность конечного промышленного решения, в какой бы шинной архитектуре оно не выполнялось, действительно влияет очень много факторов, в частности:

1.Какой конкретно объектный ввод/вывод используется. Например, современные PCI-ориентированные АЦП/ЦАП любого быстродействия с FIFO, многоканальные генераторы событий со встроенными буферами, многоканальные коммуникационные интерфейсы RS232/422/485 и т.п., любые интеллектуальные измерительные модули используют полный 32- или даже 64-битный трафик PCI. То есть 132 или даже 256 Мбайт/с. С трудом представляется современный промышленный PCI-модуль, скажем, многоканального АЦП с разрешением 8-16 бит, с FIFO или просто поддержкой циклического механизма обслуживания каналов, работающий на PCI только с 16- или 8-разрядной(!) шиной данных в режиме разовых регистровых передач. Так уже давно не делают модули PCI. Подобные модули, в большинстве случаев, пользуются всеми ресурсами скорости PCI-шины.

2.Какая конкретно операционная система используется в контроллере.

3.Какие конкретно прикладные механизмы программного обеспечения реализованы.

4.Кем конкретно реализовано прикладное ПО, насколько грамотно.

5.Каков набор дисковых, графических, сетевых интерфейсов процессорного ядра? Каковы ресурсы памяти? Кто сказал, что "промышленному" (в контексте формулировок автора) встраиваемому контроллеру "вообще" не нужны, скажем, дублированные или троированные FastEthernet-интерфейсы, одинарные или дублированные Fieldbus-сети, качественная графика (например, для встроенного контроллера для станка с ЧПУ)?

6.Каков предполагаемый уровень надежности системы, скорость ее восстановления. И всегда ли нужно платить за диапазон 40°+85°С?

7.Каковы механизмы сетевого взаимодействия удаленного контроллера с системой верхнего уровня: Profibus 12 Mбит/с, FastEthernet, FDDI или даже сети "зеркальной памяти" RMN со скоростью на оптоволокне до 60 Мбайт/с и удалением узла до 10 километров? Такие сетевые интерфейсы сегодня широко применяются в США для автоматизации технологических процессов на производстве проката или оптоволокна.

8.Идентичны ли операционные системы в контроллерах и в системе верхнего уровня. Одно дело, если Windows NT и на верхнем, и на нижнем уровне. И совсем другое если внизу MS-DOS а вверху Windows NT!

Эффективность решения конкретной промышленной конечной задачи определяется и множеством других факторов.

Автор обвиняет меня в том, что я неверно "позиционирую" малогабаритную технику CompactPCI формата 3U именно для промышленных приложений, на том основании, что там де особо не нужна графика, не подходят стандартные ЛВС и т.п. Тогда почему в промышленной номенклатуре MicroPC столь заметную роль играют графические, дисковые (даже SCSI2!), коммуникационные интерфейсы с FIFO, достаточно быстрый многоканальный АЦП (70 КГц), ЛВС типа Ethernet и Arcnet? То есть интерфейсы, реализация которых сегодня, как минимум, в десятки раз более эффективна в PCI или, что одно и тоже, в CompactPCI! Например, сегодня без особых проблем в PCI/CompactPCI реализуется дисковый трафик до 80 Мбайт/с с помощью практически только одной PCI-микросхемы интерфейса Ultra 2 SCSI!

Если во всех встраиваемых промышленных приложениях нижнего уровня, куда спозиционирована MicroPC, следуя логике автора, не нужна графика, тогда почему в каталогах по MicroPC пишется о Windows и Windows NT. Под "Windows", полагаю, надо иметь в виду серию Windows 3.xx, Windows95, Windows98? Но никто в мире сегодня не использует эти операционные системы без графики, без жестких дисков, как бездисковые встроенные операционные системы! А как реально использовать Windows NT на MicroPC вообще, да еще во "встраиваемых промышленных приложениях", которые как правило бездисковые?!

Автор пишет, что РСI шина больше годится для систем ввода/вывода изображений (и это тоже нужно в промышленных системах), а соответственно, ISA более пригодна для промышленного ввода/вывода. Но если внимательно посмотреть на тот же каталог фирмы автора, то можно обнаружить достаточное количество измерительных PCI-плат ЦАП/АЦП для промышленных систем компаний Fastwel или Signatec, а в ближайшее время и Advantech.

В отношении эффективности создания промышленных систем на ISA-MicroPC и PCI/CompactPCI можно говорить только о том, какие потенциальные технические (трафик, автоконфигурирование, скорость восстановления ) и бизнес-возможности предоставляет та или иная архитектура для решения разнообразных промышленных задач. Насколько надежны инвестиции в эту архитектуру с точки зрения ее поддержки в серийном производстве большим числом независимых фирм-производителей, с точки зрения ее потенциала долгого существования на рынке, и само собой, насколько разнообразна номенклатура модулей и исполнение техники в рамках конкретной архитектуры. Насколько полно и эффективно она способна поддерживать ключевой фактор любой современной РС-архитектуры работу операционных систем компании Microsoft!

О "древней" VME
Можно как угодно относиться к компаниям Intel и Microsoft, но именно они задают тон развитию РС-архитектуры и РС-бизнеса на мировом рынке в любом его секторе, и которые, как показывает история всех последних лет, очень динамично меняются