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CompactPCI Serial

19 Digital-KompenDium // CompaCtpCI SerIal Die CompactPCI-Mechanik, die 1:1 für CompactPCI Serial übernommen wurde, bietet alle Eigenschaften, die ein RAID-Shuttle benötigt: „ robuste Einschub-Mechanik, „ Schalter im Griff, um das Entfernen der Festplatte zu signalisieren, „ (blaue) LED, um zu signalisieren, dass man die Karte abziehen darf. RAID-System als Multiprozessor-NAS Mit einer zentralen Ethernet-Anbindung kann das System auch als NAS (Network Attached Storage) dienen. Ein solches RAIDSystem könnte dann so aussehen (Bild 7). In diesem System mit mehreren CPUs sind alle CPU-Baugruppen identisch, jedoch nutzt nur die CPU im System-Slot ihren RAID-Controller und hat zudem einen aufgesteckten Switch, um über die Backplane mit den anderen drei CPUs zu kommunizieren. Diese stecken in Peripherie-Slots und haben im System weder Switch- noch RAID-Funktion. CompactPCI Serial sieht noch weitere Mechanismen vor, die für ein RAID-System erforderlich sind. So kann durch die physikalische Adressierung ermittelt werden, welches Laufwerk gewechselt werden soll. Ein der Spezifikation SFF-8485 entsprechender Management-Bus sorgt für die notwendige Kommunikation zwischen RAID-Controller und Shuttle. SFF steht für das Small Form Factor Committee, www.sffcommittee.org, in dem Firmen wie Seagate, Sun, LSI, IBM und Intel Standards vorantreiben. Der SFF-8485-Standard definiert einen seriellen GPIO-Bus (SGPIO) speziell in Zusammenhang mit Serial Attached SCSI (SAS) und Serial ATA (SATA). Er dient zum Datenaustausch zwischen dem RAID-Controller und dem Laufwerks-Shuttle. So kann er einfache Status-Information übertragen (beispielsweise „Schalter geschlossen“, „Hard- Drive powered“) und umgekehrt LEDs ansteuern oder die Stromversorgung der Festplatte kontrollieren. Der SGPIO-Bus ist dediziert der SATA/SAS-Funktionalität zugeordnet und unabhängig vom System- Management-Bus des CompactPCI-Standards. Der SGPIO-Bus nutzt vier Signale zur Datenübertragung: „ SClock: ein Datentaktsignal getrieben vom RAID-Controller, „ SLoad: ein Synchronisierungssignal, um Anfang und Ende eines Übertragungsrahmens zu erkennen – ebenfalls getrieben vom RAID-Controller, „ SDataOut: das Daten-Ausgangssignal des RAID-Controllers, „ SDataIn: das Daten-Eingangssignal des RAID-Controllers. Hier übertragen die Shuttles die Status-Information, während der entsprechende Zeitschlitz im Datenrahmen mit der physikalischen Adresse übereinstimmt. Erweiterungen über die Backplane Mit Hilfe von SATA-Port-Multipliern können auch mehr als acht Laufwerke in einem ELEKTRONIKPRAXIS Kompendium CompactpCI Serial November 2013 CompactPCI Serial-System angesteuert werden. Hierfür ist eine kundenspezifische Backplane erforderlich, welche dann auch mehr als acht SATA/SAS-Slots haben kann. Kundenspezifisch möglich wäre auch, nur bestimmte Steckplätze für SATA/SAS zuzulassen. Solch ein System kann beispielsweise aus acht Steckplätzen für PCI Express, USB und Ethernet sowie aus acht zusätzlichen Steckplätzen nur für SATA/SAS-Festplatten bestehen. Mehr zum Thema spezifische Backplanes finden Sie im Kapitel Anwendungsspezifische Rückwand-Architekturen. USB für mobile Funktionen Während PCI Express auf der Backplane relativ gebräuchlich ist, scheint USB zunächst eher ungewöhnlich. Dabei ist USB ein weitverbreiteter Standard, um Peripheriegeräte wie Tastatur und Maus, USB-Sticks und externe Festplatten vor allem an mobile Computer anzuschließen. Praktisch alle modernen Laptops verfügen aber auch über sogenannte Express-Card- Slots. Diese gestatten Nachrüstungen von außen wie etwa GSM/UMTS-Modems. Express Cards basieren auf USB und alternativ auf PCI Express. Im Inneren eines Laptop- Computers werden ebenfalls beide Schnittstellen benutzt, um sogenannte PCI Express Mini Cards anzuschließen. Um alle PCI Express Cards und PCI Express Mini Cards auch in einem modularen 19"-Rechner nutzen zu können, muss man deshalb auch diese elektrischen Interfaces unterstützen – sowohl USB als auch PCI Express auf einem Slot. So können Compact- PCI-Systeme mit Drahtlos-Technologie ausgerüstet werden. Für den Anwender ist es dabei am einfachsten, wenn er jeden Slot mit beliebigen Baugruppen bestücken kann. Bei Compact- PCI Serial ist dies der Fall. USB und PCI Express werden von der CPU zentral angesteuert und über die Backplane an jeden der acht Peripherie-Slots verteilt. Module mit höherer Bandbreite nutzen in der Regel PCI Express als Interface (z.B. WLAN), Module geringerer Bandbreite wie GSM/UMTS kommen mit USB aus. PCI Express v1.x erreicht bereits bei nur einem Link (einer differenziellen Empfangs- und einer Sendeleitung) 250 MB/s Bandbreite. USB 2.0 bleibt mit nur 480 MBit/s weit zurück. USB 3.0 erreicht allerdings Bandbreiten ähnlich dem PCI-Express-Standard. CompactPCI Serial definiert sowohl USB 2.0 als auch USB 3.0 und ist damit zukunftssicher aufgestellt. Seriell für erweiterte Anwendungsbereiche Durch die einbettung serieller Schnittstellen in einem System eröffnen sich auch neue anwendungsmöglichkeiten, die mit der klassischen parallelen CompactpCI architektur nicht mehr bedient werden könnten. CompactpCI Serial unterstützt die serielle Kommunikation, eine hohe Datenübertragung und anspruchsvolle Grafikleistung und kann zusammen mit dem parallelen CompactpCI in Hybrid-Systemen betrieben werden. Das heißt, bestehende Systeme und anwendungen müssen nicht komplett ersetzt werden, sondern können durch die neue technologie mit höherem Datendurchsatz erweitert werden. CompactpCI Serial ist kein „Schnellschuss“. In Detailarbeit haben mehrere Hersteller gemeinsam eine zukunftsfähige technologie geschaffen und zollen dabei dem Vorgänger CompactpCI höchsten tribut. Das Konzept orientiert sich nicht an den nächsten drei oder fünf Jahren, sondern bereits an einem minimum von zehn Jahren. Nach den ersten Jahren der einführung geben sowohl die produkte als auch die ersten projekte in der anwendung einen ausblick darauf, dass sich diese technik durchsetzen kann und wird. Sowohl als alleinstehende architektur als auch als erweiterung existierender technologien bietet CompactpCI Serial beste Voraussetzungen für eine effiziente Umsetzung Ihrer anforderungen. ein ganzes Netzwerk an lieferanten mit den unterschiedlichsten produkten unterstützt Sie dabei.


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