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降低功耗是減小成本的重要步驟，追求更小型的處理器幾何尺寸降低了功率級(jí)。研究顯示，通過3U cPCI實(shí)現(xiàn)的控制設(shè)備消耗的功率通常低于20W。4)另外，帶有64位總線的8插槽cPCI底板通過使用機(jī)架和EMI屏蔽附件提供了經(jīng)濟(jì)型底板(無源的和有源的)?，F(xiàn)代嵌入式計(jì)算機(jī)的解決方案需要基于Windows的軟件來完成用于控制應(yīng)用 (RT-Linux, RTEMS, QNX, OS-9, VxWork)的人機(jī)連接、網(wǎng)絡(luò)連接、文件管理和確定性的實(shí)時(shí)軟件。 用于與PC兼容的嵌入式SBCs的Linux支持傾向于以正常方式使用芯片來提供，包括一些特定的功能如：顯示控制器模式、LCD面板控制信號(hào)、PCMCIA、板上固態(tài)磁盤和非標(biāo)準(zhǔn)的功能(看門狗定時(shí)器)。 3．與SAN相互連接的分布式系統(tǒng) 由于在分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，大量并行處理器受到總線的限制，所以可擴(kuò)展一次性接口(SCI)就成為一個(gè)用于多處理器體系結(jié)構(gòu)的好的系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)而發(fā)展起來。隨后，一個(gè)具有硬件一致性的基于SCI的高性能模塊化多處理器系統(tǒng)被開發(fā)出來。根據(jù)多級(jí)物理模型，人們提出將用于高性價(jià)比系統(tǒng)的基于標(biāo)準(zhǔn)緊湊型PC (PC-board)和鏈路模塊(如Dolphin)的集成化實(shí)時(shí)系統(tǒng)高效SAN體系結(jié)構(gòu)用于實(shí)驗(yàn)物理研究中的高性能數(shù)據(jù)采集、控制和分布式數(shù)據(jù)處理。組建高性價(jià)比實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)佳方法是使用工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MB(ICS MB)、PC MB 或 cPCI/PXI，并根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合通過不同的拓?fù)溥B接到SAN中。 分布式并行數(shù)據(jù)處理模型包括對(duì)稱多處理(SMP)、大規(guī)模并行處理(MPP)和機(jī)群系統(tǒng)(RMC和NUMA)。RMC(映射內(nèi)存集群)是一個(gè)在節(jié)點(diǎn)和通信連接之間具有內(nèi)存復(fù)制功能和內(nèi)存?zhèn)鬏敊C(jī)制的集群系統(tǒng)。 借助系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)的鏈路模塊，分布式集成系統(tǒng)的高模塊化結(jié)構(gòu)能夠支持分布式處理器和內(nèi)存之間的高效交互作用。SAN包括以下幾個(gè)級(jí)： 1)核心級(jí)由一套內(nèi)核處理器、存儲(chǔ)器、I/O控制器所組成，它們之間相互連接。與同一板上的片外存儲(chǔ)器相比，新型單芯片微型機(jī)具有更短的通信鏈路，更易訪問和更短的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。 2)系統(tǒng)模型的緊湊型板結(jié)構(gòu)的原子級(jí)(A模塊)包括用于特定目的和一般目的的處理器。用于數(shù)據(jù)采集和控制的簡(jiǎn)高效實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以以具有單核、雙核或三核處理器的標(biāo)準(zhǔn)PC MB為基礎(chǔ)。在同一總線上，處理器模塊有數(shù)量限制。對(duì)稱多處理(SMP)是用于多處理器的基本軟件模型。 3)分子級(jí)(宏觀結(jié)構(gòu))取決于系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。大量多處理器節(jié)點(diǎn)可以通過SAN(“大總線”模型)連接到大型(千處理器)系統(tǒng)中以支持分布式集成實(shí)時(shí)系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)采集、控制和數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。 4)分布式系統(tǒng)的相互連接基于鏈路、橋接和開關(guān)模塊(L模塊、B模塊和S模塊)。通信速度的成本比針腳和板空間的成本下降地更快。傳統(tǒng)的通信基于總線，這限制了處理器的數(shù)目。 一個(gè)可行的解決方案是在許多獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接上使用基于包的信號(hào)，這可以解決總線瓶頸的問題，但也帶來了新的問題——如何保持系統(tǒng)中共享內(nèi)存模型的cache一致性。 處理器模塊之間的弱相互作用基于消息傳送(以太網(wǎng))。中級(jí)相互作用基于集群中使用的外部存儲(chǔ)設(shè)備(磁盤、磁帶)。處理器核之間的強(qiáng)相互作用基于直接讀取分布式存儲(chǔ)器，并在SCI上實(shí)現(xiàn)，SCI也支持處理器模塊之間的弱相互作用。SCI的強(qiáng)相互作用包括小包交易(帶回波的發(fā)送和響應(yīng)分離的包)。一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將控制其機(jī)器的運(yùn)行。機(jī)器制造者正把目光轉(zhuǎn)向嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。其將來的發(fā)展是什么呢？ 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）作為一個(gè)獨(dú)立實(shí)體運(yùn)行。它沒有從中下載文件的旋轉(zhuǎn)式磁盤，所以它需要的每個(gè)文件必須以某種非易失性存儲(chǔ)器格式存儲(chǔ)，且要避免其掉電。這不是一個(gè)新概念。PLC系統(tǒng)使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有40年，基于微處理器的控制系統(tǒng)使用該系統(tǒng)有30年，而基于PC控制系統(tǒng)使用該系統(tǒng)有10年左右。 數(shù)年來，機(jī)器制造者已經(jīng)在小型、專用的、有時(shí)量身打造的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)方面取得進(jìn)展。That is, single board computer or single chip computer control, FLC control and PCC control. PCC represents a programmable computer controller and represents a new generation of programmable controllers.. The development of machinery manufacturing automation can be summarized by the following characteristics:
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