В настоящее время большое число управляющих компьютеров и контроллеров, предназначенных для встраивания (embedded) в различные механизмы или приборы, реализованы на базе Intel-совместимых 386 или 486 микропроцессоров, разработанных и поддерживаемых такими известными компаниями, как Intel, IBM, Cyrix, AMD, TI. Большинство из этих контроллеров, кроме совместимости по системе команд, повторяют в той или иной мере архитектуру ПК. Спектр приложений таких контроллеров необычайно широк. Это может быть управление шаговым двигателем станка или лазерного принтера, медицинским прибором с графическим отображением, переносным устройством для регистрации штриховых кодов товаров, игровым автоматом с мультимедийными расширениями или Internet-терминалом. Хотя контроллеры по характеристикам сильно отличаются друг от друга, тем не менее для всех используется термин Embedded PC. Число приложений на основе Embedded PC неуклонно растет, их доля на рынках промышленного оборудования, переносных и мобильных систем составляет уже более 50%.
Общий вид микромодуля компании MicroModule Systems
Каждый раз разрабатывать специализированное ПО для таких систем вряд ли целесообразно, поэтому совместимость с программным обеспечением ПК имеет первостепенное значение при выборе типа контроллера. Степень совместимости может быть различной: от уровня BIOS до уровня Windows NT.
Общий вид микромодуля EMBMOD 133/166 компании Intel
Специфика оборудования, в котором применяются встраиваемые контроллеры, диктует повышенные требования к их размерам, энергопотреблению, эксплуатационной надежности и стоимости. Кроме того, при использовании контроллеров в тяжелых промышленных условиях добавляются еще требования по виброустойчивости и расширенному диапазону температур эксплуатации.
В последние три года ряд производителей разработали специализированные процессоры с высокой степенью интеграции. К наиболее известным можно отнести процессор 386 EX корпорации Intel (www.intel.com), NS486SXF компании National Semiconductor (www. national.com), 386SE/DE фирмы AMD (www. amd.com), SMX 386 компании ZF Micro (www. zfmicro.com). Каждый из них интегрирует на одной микросхеме (кроме собственно микропроцессора типа 386 или 486) различные компоненты архитектуры ПК: системный таймер, систему прерываний, последовательные или параллельные порты, контроллеры прямого доступа и управления памятью, контроллеры управления локальной или системной шиной ISA, контроллеры дисковых устройств, контроллеры PCMCIA, видеоконтроллеры. Кроме стандартных спецпроцессоры могут содержать специфичные для промышленных применений компоненты: сторожевой таймер, дискретные каналы ввода-вывода и т. д.
После появления процессора Pentium и шины PCI качественное усовершенствование спецпроцессоров приостановилось. И это не удивительно, так как частота, размеры и повышенное тепловыделение создают, казалось бы, непреодолимые препятствия для воплощения в жизнь идеи “Pentium + шина PCI + ПК-компоненты на одной микросхеме”. Кроме того, постоянное появление (чуть ли не каждые полгода) новых типов Pentium (Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Mobile Pentium) приводило соответственно к появлению новых наборов микросхем (chipsets) для поддержки шины PCI и современных компонентов архитектуры ПК. Сейчас положение в некотором смысле стабилизировалось. Сформировались стандарты и определились приоритеты.
С другой стороны, при бурном росте мультимедийных и Internet-приложений, революционных преобразованиях в сферах коммуникации и связи потребность в контроллере, который сочетал бы в себе современные технологии Pentium, PCI и Windows, необычайна высока. На сегодняшнем техническом уровне создание подобного спецпроцессора разумных размеров пока невозможно.
В этом году, сначала в марте компания MicroModule Systems (MMS, www.mms.com), а затем в сентябре корпорация Intel представили свои решения этой технической проблемы. Новая технология базируется на идее процессорного микромодуля, на котором вместе с процессором типа Pentium собраны компоненты поддержки шины PCI, динамической и кэш-памяти. Связь микромодуля с платой разработчика осуществляется через специальные разъемы (это очень напоминает подход, реализованный для плат типа PC/104+). Кроме того, реализованы технические усовершенствования, решающие проблемы температурного режима.
Необходимо отметить, что ни по размерам, ни по разъемам микромодули MMS и Intel не совместимы. Какая реализация новой технологии больше придется по вкусу разработчикам контроллеров - покажет время. С одной стороны, MMS первой вышла на рынок, и большое число компаний уже представило готовые решения на базе ее технологии. С другой стороны, Intel является не только поставщиком микросхем и оборудования, но и имеет первый голос при утверждении новых стандартов.
Игорь Бабанов
C Игорем Бабановым можно связаться по телефону: (095) 457-5781 или по Web-адресу: tt@iineum.dol.ru.
