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CompactPCI Serial

18 Digital-KompenDium // CompaCtpCI SerIal ELEKTRONIKPRAXIS Kompendium CompactpCI Serial November 2013 betreiben oder hat man höhere Anforderungen an die Grafik selbst (beispielsweise 3-DRendering), so ist es angebracht, auf einen externen, unabhängigen Grafik-Controller mit eigenem Bildspeicher zurückzugreifen. Wählt man einen externen Grafik-Controller, wird der Datendurchsatz der Verbindung zwischen Chipsatz und Grafik-Controller zum kritischen Performance-Faktor. Deshalb hat gerade diese Verbindung die Entwicklung von PCI Express ganz maßgeblich getrieben. Speziell zur Ansteuerung der Grafikkarte nutzt man gerne die komplette Bandbreite, also PCI Express x16. Da es relativ häufig vorkommt, dass man mehr als eine Grafikkarte ansteuern möchte, unterstützen alle bekannten Chipsätze und Grafik-Controller einen Modus, um PCI Express x16 in zwei x8-Links aufzuteilen. Dieses Aufteilen halbiert zunächst die maximale Burst-Datenrate. Die ständige Weiterentwicklung der Übertragungsfrequenz am PCI-Express-Interface (PCIe 1.0, PCIe 2.0, PCIe 3.0 usw.) gleicht dies aber wieder aus. Besondere Architektur für Grafikerweiterungen Grafikerweiterungen sind ein Grund für die besondere Architektur von CompactPCI Serial. Zwei Steckplätze sind vom System- Slot aus mit PCIe-x8-Schnittstellen angebunden. So ist es möglich, zwei Peripherie-Slots im CompactPCI-Serial-System mit Standard- Backplane mit leistungsfähigen Grafikkarten zu bestücken. Da alle weiteren Peripherie-Steckplätze über PCIe x4 angesteuert werden, kann man Grafikkarten grundsätzlich in jeden Peripherie Slot stecken. Die Performance ist dort zwar nicht mehr ganz so hoch, aber für viele Anwendungen immer noch ausreichend. Moderne Grafik-Chips unterstützen die Ansteuerung von bis zu vier hochauflösenden Bildschirmen gleichzeitig per Display- Port. Ein CompactPCI-Serial-System kann (ohne Bridges) bis zu acht solcher Grafikkarten aufnehmen und mit geeigneter Software 32 Bildschirme ansteuern. Diese Erweiterbarkeit zeigt die Eignung der Architektur von CompactPCI Serial für Applikationen, die weit über die Möglichkeiten des parallelen CompactPCI hinausgehen. So kann man auch Leitwarten von Kraftwerken, von Stellwerken oder sogar Videowände mit CompactPCI-Serial-Systemen ausrüsten. Der zweite klassische Anwendungsfall für PCI Express ist Networking. Auch Ethernet- Controller und Switches in der High-End- Telekommunikation benötigen hohe Bandbreite. Oft handelt es sich um DSP- oder FPGA basierende Baugruppen, die von PCIe x8 profitieren. Für diese Anwendungen bieten sich 6-HE-Boards an, die zudem von der Rear-I/O-Funktionalität von CompactPCI Serial profitieren. 6-HE-Karten können mit ihrer Ein-/Ausgabe über beliebige Steckverbinder – auch optische – im hinteren Teil des Systems kommunizieren. Mehr dazu finden Sie in Kapitel Individuelle Rear I/O für 3 HE und 6 HE. Peripherie-Erweiterung mit Switched Fabrics Eine weitere Anwendung sind CompactPCI Serial-Systeme mit mehr als acht Peripherie Slots. Für High-End-Systeme kann man im System-Slot statt einer klassischen CPU ein Switched-Fabric-Board unterbringen. Die CPU steckt in einem Peripherie-Steckplatz und kommuniziert über PCIe x8 mit der Switched Fabric. Letztere bildet dann das Interface zu mehreren CompactPCI-Serial-Bussen, um komplexe Systeme mit 9+8 oder mit 9+16 Steckplätzen zu realisieren. Die Realisierung von RAID-Systemen war eine wesentliche Motivation für die Erweiterung von CompactPCI zu CompactPCI Serial. Deshalb sind neben den anderen Schnittstellen auch SATA/SAS-Signale auf der Backplane verfügbar. So lässt sich jeder Peripherie- Steckplatz als Festplattensteckplatz nutzen. Der System-Slot kann damit – wiederum sternförmig – bis zu acht Festplatten direkt ansteuern. In einem Hybridsystem, das an der Backplane CompactPCI-Serial-Peripheriekarten mit einer herkömmlichen CompactPCI-CPU oder einer CompactPCI-PlusIO-CPU im System Slot verbindet, kann man immerhin bis zu vier Festplatten direkt ansteuern. Mehr zu CompactPCI PlusIO und Hybridsystemen finden Sie im Kapitel Hybridsysteme. Bild 7: RAID-System mit NAS-Anbindung Bild 8: CompactPCI-Serial-Peripheriekarte für PCI Express Mini Cards mit Antennenanschlüssen für Drahtloskommunikation an der Front


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