Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Использование UDF на флешках и переносных HDD

Оглавление

Теоретическая часть:

Введение 2

Стандарты и спецификации. 4

Стандарты PICMG 5

Стандарты VITA. 9

Компьютерные модули: стандарты, спецификации и основные принципы использования. 10

Спецификация ETX™ 10

Спецификация XTX™ 11

Спецификации nanoETXexpress™ 12

Спецификация CoreExpress™ 12

Спецификация Qseven™ 14

Спецификация FASTWEL FemptoCOM (FCOM) 15

UDF 21

CIM. 21

CGI. 23

OpenAL. 24

OpenVG. 25

OpenGL. 25

DirectX. 28

FHS. 29

LSB. 30

MultiBoot Specification. 31

Практическая часть. 33

DirectX. 33

Использование UDF на флешках и переносных HDD. 35

Список использованной литературы. 40

Введение

До появления первых персональных компьютеров приобретение и использование вычислительных машин обходились очень дорого, что исключало их владение частными лицами. Компьютеры можно было найти в больших корпорациях, университетах, исследовательских центрах, государственных учреждениях и, конечно же, у военных. Создание персональных компьютеров стало возможным в семидесятых годах, когда любители стали собирать свои собственные компьютеры иногда лишь для того, чтобы в принципе иметь возможность похвастаться таким необычным предметом. Ранние персональные компьютеры почти не имели практического применения и распространялись очень медленно. Родившись в качестве жаргонизма, синонима названия микрокомпьютер, наименование персональный компьютер постепенно меняло своё значение. Так, первое поколение персональных компьютеров можно было приобрести только в виде комплекта деталей, а иногда даже просто обыкновенной инструкции для сборки. Сама сборка, программирование и наладка системы требовали определённого опыта, навыка работы с машинными кодами или ассемблером. Чуть позднее, когда подобные устройства стали привычны и начали продаваться готовыми, вместе с некоторым набором адаптированных программ, в обиход вошло название домашний компьютер. Домашние компьютеры стали более удобными и требовали от своих пользователей уже гораздо меньшего количества технических навыков. В августе 1981 года IBM выпустила компьютерную систему IBM PC (IBM 5150), положившую начало эпохи современных персональных компьютеров. Уже через 4 года, 23 июля 1985 года появился первый в мире мультимедийный персональный компьютер Amiga (Amiga 1000). Персональные компьютеры Amiga оставались самыми популярными и продаваемыми (IBM PC доминировали в сфере конторских компьютеров, и здесь их продажи были несравнимо выше) вплоть до 1995 года. В 1995 году произошло два ключевых события в истории ПК: банкротство корпорации Commodore и появление Microsoft Windows 95, приблизившей PC-совместимые компьютеры к тем возможностям, которые существовали на Commodore Amiga и Apple Macintosh. Cегодня возможности мультимедиа доступны в каждом доме, и на любой аппаратной платформе. Как правило, один экземпляр персонального компьютера используется только одним, или, в крайнем случае, несколькими пользователями (например, в семье). В соответствии со своим назначением, он обеспечивает работу наиболее часто используемых приложений, таких как текстовые процессоры, веб-браузеры, почтовые программы, мессенджеры, мультимедийные программы, компьютерные игры, графические редакторы, среды разработки программного обеспечения и т. п. Для упрощения взаимодействия с людьми подобные программы оснащаются удобным графическим интерфейсом. По данным аналитической компании IDC, в 2005 году мировые поставки персональных компьютеров составили 202,7 млн штук (рост на 15,8 % по сравнению с 2004 годом).

Стандарты и спецификации.

В настоящее время на рынке представлено множество различных типов КМ (Компьютерные модули).

Мы будем условно разделять КМ на те, которые производятся согласно нормативным документам международных консорциумов (далее будем называть их стандартами), и те КМ, которые производятся согласно техническим спецификациям отраслевых объединений или групп компаний (далее — спецификации). Как правило, первые — это результат совместной работы технических экспертов многих компаний, прошедший через формальные процедуры и учитывающий базовые принципы разработки стандарта, принятые в том или ином консорциуме. Например, в консорциуме PICMG, который объединяет более 450 компаний, есть чёткое правило не разрабатывать стандарты на основе технологий, подлежащих лицензированию. Таким образом, стандарты PICMG всегда базируются на полностью открытых технологиях, доступных, как правило, из нескольких источников. Вторые — это обычно результат совместной работы специалистов нескольких компаний, объединяющихся для решения той или иной конкретной задачи. Например, отраслевое объединение XTX было сформировано 9 компаниями (AAEON Technology, Advantech, Ampro Computers, ARBOR Technology, Congatec, Embedded-Logic, Evalue Technology, FASTWEL и IBSmm) для продвижения спецификации XTXTM и решений на её основе, при этом практически вся работа по разработке технической спецификации была проведена специалистами одной компании — Congatec.

Мы остановимся только на тех КМ, которые используются как модули центральных процессов в системах с широким набором интерфейсов ввода-вывода, и исключим из нашего рассмотрения модули с микроконтроллерами, такие как DIMM-PC, ввиду их существенно меньшей функциональности и меньшей популярности на рынке.

Стандарты PICMG

В 1996 г. с целью выработки спецификаций для компьютерных технологий, применяемых в промышленных, военных и телекоммуникационных приложениях, была создана независимая некоммерческая международная ассоциация разработчиков и производителей промышленных компьютеров PCI Industrial Computers Manufacturer Group (PICMG, www.picmg.org). Открытые международные стандарты, используемые для создания современных телекоммуникационных платформ и систем компьютерной телефонии, позволяют резко сократить время выхода готовых продуктов на рынок.

Среди членов ассоциации - ведущие производители компьютерной техники и ПО (Sun, IBM, Hewlett-Packard, Microsoft и др.); производители телекоммуникационного оборудования (Lucent, Siemens, Motorola и др.); крупные фирмы, выпускающие аппаратуру на основе современных магистрально-модульных стандартов (Force, VMIC, PEP, SBS, и др.); а также небольшие быстрорастущие компании, заинтересованные в продвижении собственных новейших разработок.

Ныне консорциум PICMG включает более 450 компаний. Он определяет современные технологии PCI/CompactPCI для разработок промышленных компьютеров, интерфейсов, объединительных магистралей, организации систем. Конечно, разработанные стандарты используются не только членами ассоциации PICMG. Десятки фирм применяют утвержденные спецификации для собственных разработок, гарантируя вложение средств в проверенную или “правильную” компьютерную технологию создания открытых систем.

Стандарты PICMG описывают три типоразмера КМ, называемые Compact, Basic и Extended. Ратификация типоразмера Compact ожидается в начале 2009 года. Присоединение КМ COM Express™ к платам-носителям осуществляется через один или два высокоплотных низкопрофильных разъёма (рис. 2) с 5 различными типами распиновки, причём для каждого типа распиновки стандарт COM Express™ описывает набор обязательных интерфейсов (минимальный набор), и набор дополнительных интерфейсов (максимальный набор).

Тип 1 имеет наименьшее среди всех типов распиновки модулей COM Express™ количество интерфейсов. Все они выводятся на один разъём с рядами контактов А и B. Данный тип распиновки применяется только в КМ малых типоразмеров — COM Express™ Compact. Важно отметить, что распиновка КМ COM Express™ типа 1 имеет только современные последовательные интерфейсы для подсоединения к плате-носителю (рис. 3). Реализация параллельных шин, таких как PCI, осуществляется с помощью мостов PCI Express/PCI непосредственно на плате-носителе.

КМ COM Express™ с распиновкой типа 2 (рис. 4) помимо всех интерфейсов распиновки типа 1 имеет один широкополосный канал x16 PCI Express для подсоединения графического сопроцессора, 32-разрядную шину PCI и интерфейс IDE для подключения устройств хранения информации. Давая общую оценку, можно сказать, что КМ, производимые по спецификации COM Express™ с распиновкой типа 2, представляют собой ядро встраиваемого компьютера общего применения.

КМ COM Express™ с распиновкой типа 3 отличается от модуля с распи-новкой типа 2 тем, что интерфейс IDE заменён на два дополнительных канала Gigabit Ethernet. Для типа 4 и типа 5 характерно то, что вместо шины PCI выведены 10 дополнительных каналов PCI Express, в совокупности это даёт 32 канала PCI Express. При таких высоких пропускных способностях подсистем ввода-вывода компьютерные модули COM Express™ с распиновками типов 3, 4 и 5 можно условно назвать ядрами встраиваемых серверов.

Для всех типоразмеров КМ стандарт COM Express™ предписывает унифицированное расположение разъёмов подключения к плате-носителю, что позволяет заказчикам устанавливать модули различного размера (при условии неизменности распиновки и совместимости) на единожды разработанную плату-носитель. Разработчику системы на базе КМ это даёт дополнительные возможности, связанные с гибкостью решения, так как позволяет в одних случаях предлагать линейку продукции, а в других — увеличивать производительность системы путём установки более мощного КМ или понижать теплорас-сеивание системы путём установки менее энергопотребляющего модуля.

Модули COM Express^TM Basic, имеющие распиновку типа 2, являются сегодня наиболее популярным вариантом реализации стандарта PICMG COM Express^TM и предлагаются практически каждым производителем КМ. Хорошо проработанная техническая спецификация стандартов PICMG COM Ex-press^TM с широким набором современных последовательных интерфейсов даёт возможность решения очень широкого круга задач.

При всех своих преимуществах стандарт COM Express^TM имеет практически только один недостаток: он даёт возможность производить большое количество различных вариантов КМ на базе трёх типоразмеров, пяти типов распиновок и огромного количества вариаций при реализации тех или иных необязательных интерфейсов. На практике это приводит к трудностям при первоначальном выборе, так как КМ на базе одного и того же чипсета и одного типа распиновки могут иметь различную реализацию. Множественность вариантов реализации, заложенная в стандарте COM Express™, также может приводить к трудностям при попытке заменить КМ одного производителя на КМ другого без переделки платы-носителя. Однако если разработка платы-носителя осуществляется при участии или с хорошей поддержкой производителя КМ, то вопросы совместимости решаются производителем КМ и заказчик не испытывает каких-либо проблем.

В табл. 2 представлены некоторые наиболее интересные, по мнению автора, КМ стандарта COM Express™ c распиновкой типа 2, поставляемые компанией ПРОСОФТ. Как видно из таблицы, выбор модулей достаточно широк и по техническим характеристикам, и по географии производителей (Тайвань, Россия, Германия). В данном наборе можно найти КМ как с низко-бюджетными процессорами Intel Celeron^TM M 600 МГц и шиной обмена данными 400 МГц (КМ iBASE ET810), так и с высокопроизводительными двухъядерными процессорами Core^TM 2 Duo 2,2 ГГц и шиной 800 МГц (Advan-tech SOM-5786). Для всех этих КМ подразделение заказных разработок компании FASTWEL оказывает услуги по разработке плат-носителей на основе технического задания заказчика.

Стандарты VITA.

VITA (VME Industrial Trade Association, www.vita.com) в данный момент разрабатывает стандарт, называемый ANSI-VITA 59. По размеру и типам выводимых интерфейсов КМ, производимые по данному стандарту, с первого взгляда похожи на COM ExpressTM тип 1. Однако есть два существенных отличия.

По конструкции. Стандарт ANSI-VITA 59 требует, чтобы все компоненты, включая процессор и память, были напаяны на плату КМ. Сам компьютерный модуль должен быть помещён в защитный металлический корпус, закрывающий его с 6 сторон и крепящийся к плате-носителю (рис. 5). Данные конструктивные особенности введены для того, чтобы КМ, произведённые по стандарту ANSI-VITA 59, имели защиту от электромагнитного излучения, виброустойчивость/ударостойкость, характеризующиеся значениями, как минимум, 1g/15g, а также широкий диапазон рабочих температур вплоть до –55…+125°C.

По электрическим интерфейсам. Стандарт ANSI-VITA 59 предполагает применение только последовательных интерфейсов и только тех из них, спецификации которых полностью открыты и поддерживаются разными производителями чипсетов и интерфейсных микросхем. Поэтому в стандарте ANSI-VITA 59 нет не только шины PCI и интерфейса IDE, но ишины LPC, столь распространённой в процессорах архитектуры х86. Соответственно КМ, производимые по стандарту ANSI-VITA 59, могут быть изготовлены на основе центральных процессоров как х86, так и PowerPC или SPARC-архитектуры.

Необходимо упомянуть, что стандарт ANSI-VITA 59 — единственный в ряду всех стандартов и спецификаций КМ, имеющий конкретные требования как по виброустойчивости и ударостойкости КМ, так и по диапазону рабочих температур. Все остальные стандарты и спецификации КМ не определяют эти параметры.

Так как стандарт ANSI-VITA 59 молод и не принят в окончательной редакции, реальных предложений КМ на рынке пока мало. В данный момент только компания MEN Mikro Electronik GmbH предлагает два КМ — один, базирующийся на процессорах Freescale PowerQUICC^®, другой — на процессорах Intel Atom^TM.

Компьютерные модули: стандарты, спецификации и основные принципы использования.

Спецификация ETX™

Исторически эта спецификация появилась самой первой, и можно сказать, что с данной спецификации, разработанной компанией Kontron, фактически началась эра КМ. Главная особенность данной спецификации заключается в наличии шины ISA. Соответственно КМ, производимые по данной спецификации, как правило, выбираются заказчиками тогда, когда им нужна шина ISA. По всем остальным параметрам спецификация ETX проигрывает COM Express. Надёжность разъёмов, наличие современных интерфейсов, проработанность спецификации в части подвода мощности и детального описания всех интерфейсов — вот далеко не полный перечень преимуществ COM Express перед спецификацией ETX.

Тем не менее, КМ, производимые согласно спецификации ETX, до сих пор широко распространены при решении задач промышленной автоматизации, визуализации технологических процессов и в других приложениях, где не требуются высокая производительность процессора и наличие широкополосных коммуникационных интерфейсов.

Все интерфейсы КМ, производимого по спецификации ETX, выводятся на 4 низкопрофильных разъёма типа HIROSE, устанавливаемых вдоль коротких сторон КМ и называемых X1, Х2, Х3 и X4 (рис. 6).

Рис6: Общий вид КМ ETX и STX со стороны разъёмов соединения с платой-носителем на примере модуля FASTWEL CPC2000

Список основных интерфейсов и их распределение по разъёмам Х1...Х4 можно найти в табл. 3. При выборе стандарта или спецификации КМ нужно также учитывать то, что спецификация ETX имеет несколько ревизий. Новые ревизии спецификации позволяют выводить интерфейсы КМ не только через разъёмы Х1...Х4, но и на дополнительные стандартные или нестандартные разъёмы на самой плате КМ для дальнейшей кабельной разводки. Например, КМ, производимые в последнее время, часто имеют один или два стандартных интерфейсных разъёма для подключения дисков SATA, разъём LPT и другие, в зависимости от конкретной реализации модуля тем или иным производителем. На следующем рисунке приведены фотографии КМ ETX, производимых различными компаниями, а в подрисуночной подписи дан краткий перечень их особенностей.

Спецификация XTX™

Спецификация XTX была разработана как логичная модернизация спецификации ETX ввиду очевидной миграции промышленности от низкоскоростных параллельных шин к последовательным интерконнектам. Разработчики спецификации XTX, возглавляемые специалистами компании Con-gatec AG, сделали единственное изменение: они заменили назначение разъёма X2. Вместо шины ISA, полностью занимающей разъём Х2 в спецификации ETX, разъём Х2 в спецификации XTX выводит 4 PCI Express, 4 SATA, 2 USB 2.0, High Definition Audio, шину LPC, управление вентилятором и некоторые другие служебные интерфейсы.

На практике преимущество использования КМ стандарта XTX проявляется в тех случаях, когда нужно произвести модернизацию существующей системы, построенной на базе КМ спецификации ETX, не переделывая носитель существенным образом.

Можно сказать, что спецификация XTX является своего рода «переходной» спецификацией между ETX и COM Express. В этой связи необходимо упомянуть интересное предложение от инженеров компании Доло-мант, которые предложили свой вариант такой «переходной» модели. Спецификация FASTWEL ETX Extended имеет 5 разъёмов соединения с платой-носителем, среди которых разъёмы X1...X4 соответствуют спецификации ETX, а разъём Х5 выводит интерфейсы, «приписанные» к разъёму X2 спецификации XTX. Таким образом, с помощью КМ FASTWEL ETX Extended (табл. 3) можно легко решать такие экзотические задачи, которые требуют одновременно высокопроизводительных процессоров Intel Сore 2 Duo, современных последовательных интерфейсов c высокой пропускной способностью типа PCI Express, SATA и Ethernet, а также устройств, подключаемых к шине ISA.

Спецификации nanoETXexpress™

В сегменте рынка КМ 2008 год может по праву называться годом парада новых спецификаций для субкомпактных КМ, разработанных различными компаниями и отраслевыми объединениями в ответ на появление таких миниатюрных и низкопотребляющих х86-платформ, как DM&P Vortex, VIA Nano и Intel Atom.

Спецификация nanoETXexpress предлагается компанией Kontron как новый, самый маленький типоразмер в линейке типоразмеров стандарта PICMG COM Express. Однако данная спецификация пока не ратифицирована консорциумом PICMG.

Спецификация CoreExpress™

Разработанная компанией Lippert спецификация является закрытой и предоставляется заказчику после заключения соглашения о неразглашении информации. Модули, производимые согласно спецификации СoreExpress™, являлись до последнего времени самыми маленькими: размер всего 65×58 мм, что на 20% меньше, чем размер кредитной карты. Спецификация подразумевает использование одного разъёма для соединения с платой-носителем, и он того же типа, что и разъёмы стандартов PICMG. Несколько месяцев назад данную спецификацию поддержала компания Digital Logic, правда, продвигая её под своей торговой маркой smartCoreExpress™.

Рис. 8. КМ спецификации CoreExpress™ ECO компании Lippert

Из конкретных реализаций на рынке присутствуют только модули двух указанных компаний, выполненные на основе платформы Intel Atom. На рис. 8 показан внешний вид модуля спецификации CoreExpress™ ECO компании Lippert. Его основные характеристики:

процессор Intel® Atom™;
ОЗУ DDR2 от 512 Мбайт до 1 Гбайт (напаяно);
2 канала PCIe;
шины SDIO/MMC, SMBus, GMBus/ DDC, LPC;
LVDS (1376x768) и SDVO (1280x1024);
HD-звук;
8 портов USB 2.0;
порт IDE;
размеры 58x65 мм;
масса 28 г;
питание +5 В;
энергопотребление до 5 Вт;
диапазон рабочих температур от –20 до +60°C (или от –40 до +85°C).

К сожалению, чипсет для процессора Atom имеет урезанную функциональность и не позволяет полностью раскрыть все положительные черты спецификации СoreExpress. Так, для подключения периферийных устройств есть 8 портов USB, всего один канал IDE для жёстких дисков и только 2 канала PCI Express для расширения функциональных возможностей.

Тем не менее высокая частота ядра процессора (до 1,6 ГГц) при скромном энергопотреблении (до 5 Вт) и малых габаритах делает модули ECO интересными для всех тех приложений, где либо имеется батарейное питание, либо действуют ограничения по габаритным размерам системы.

Спецификация Qseven™

Данная спецификация была разработана с целью как можно больше удешевить КМ, сделав тем самым их более доступными и более приемлемыми для относительно лёгких и простых приложений. Данная спецификация предполагает использование всего одного разъёма с 230 контактами (такие разъёмы широко применяются для подключения MXM-модулей графических сопроцессоров в ноутбуках и серверах), устанавливаемого на плате-носителе, и краевых двухсторонних контактов на плате КM. Основные характеристики изделий спецификации Qseven™ приведены в табл. 3. Спецификация Qseven™ позволяет выводить дополнительные (определяемые производителем) интерфейсы ввода-вывода в специально предназначенном для этого месте на плате КМ. Низкий бюджет теплового рассеяния предполагает использование маломощных процессоров, что в совокупности с возможностью отвода тепла через специальную теплопроводящую пластину на плате на монтажные крепления и далее на плату-носитель позволяет создавать безвентиляторные решения.

О поддержке спецификации Qseven™ объявило большое количество производителей КМ. Из реальных предложений стоит отметить КМ Qseven™ на базе процессоров Intel Atom производства компаний Congatec и Seco – родоначальников данной спецификации.

Спецификация FASTWEL FemptoCOM (FCOM)

Это самый маленький из всех известных автору КМ (65x40 мм), базирующийся на однокристальной системе (System-on-Chip) DM&P Vor-tex-86DX c x86 совместимым ядром, работающим на частоте до 800 МГц. КМ FCOM использует тот же тип разъёма, что и КМ СOM Express. Благодаря высокоинтегрированному решению DM&P модуль FCOM содержит небольшое количество компонентов, таких как сам кристалл Vortex86DX с интерфейсами PCI, ISA, Ethernet, USB и др. и COM-портами, напаянная оперативная память DDR2 256 Мбайт, напаянный флэш-диск 128 Мбайт, батарея для часов реального времени, служебные порты, а также вторичные источники питания.

Имея низкое энергопотребление (до 2 Вт), расширенный температурный диапазон и невысокую себестоимость, КМ FASTWEL FCOM (рис. 9) должен идеально подходить для задач промышленного контроля.

Рис. 9. КМ FASTWEL FCOM PB906

Что важно знать

При всех преимуществах применение КМ требует от разработчиков определённого круга знаний, умений и опыта для успешной и безошибочной разработки платы-носителя. Формат статьи не позволяет детально описать все «подводные камни» и особенности инженерной работы, возникающие при разработке плат-носителей.

Однако для понимания уровня сложности работы стоит привести наиболее важные вопросы, которым каждый разработчик платы-носителя должен уделить внимание:

согласование источников питания КМ, обеспечение токов потребления КМ с необходимым профилем его роста при старте системы, обеспечение отвода тепла от элементов;
формирование оконечных каскадов всех интерфейсов КМ; трассировка дифференциальных цепей, таких как PCI Express, SATA, LVDS, USB и др., с выполнением требования обязательного соблюдения определённых правил, относящихся к выравниванию длин проводников, контролю

импеданса, размещению проводников относительно других цепей на плате и пр. (разводка высокочастотных сигналов должна проводиться с учётом структуры композита печатной платы);

обеспечение наличия контроллера Super I/O, ответственного за аппаратную работу мыши и клавиатуры (если данного контроллера нет на КМ, то он должен быть установлен на носителе, так как без него клавиатура и мышь будут работать только после загрузки ОС);
использование дежурного напряжения для контроля источника питания и других компонентов системы, а также для реализации возможности старта системы по наступлении какого-либо внешнего события или по таймеру;
поиск решений относительно того, как проводить отладку системы, с помощью чего и через какие интерфейсы на плате-носителе;
обеспечение отвода тепла от КМ (стандарты и спецификации, как правило, предоставляют только часть решения по теплоотводу – вывод тепла на пластину-теплораспре-делитель в ожидании того, что заказчик сам завершит это решение тем способом, который ему лучше подходит; например, к пластине-теплораспределителю может крепиться дополнительный радиатор, размеры которого определяются заказчиком в зависимости от габаритов системы, или к пластине-тепло-распределителю можно прикрепить теплопроводящие трубки, которые отведут тепло на корпус изделия заказчика);
определение расположения, высоты и типа компонентов на плате-носителе в области непосредственно под КМ в зависимости от используемого стандарта или спецификации КМ, задач по теплорассеянию, электромагнитной совместимости и другим инженерным соображениям.

В итоге получаем достаточно большой пласт инженерных работ, успех которых зависит от опыта и квалификации специалистов.

Для облегчения работы и снижения рисков появления ошибок каждый из производителей КМ предоставляет заказчикам руководство по разработке платы-носителя, которое описывает базовые принципы схемотехники, трассировки, механической конструкции и теплоотвода.

Таким образом, при разработке решения, базирующегося на КМ, есть три ключевых компонента аппаратной реализации, к выбору которых нужно подойти с особой ответственностью.

1. Выбор КМ:

выбрать стандарт или спецификацию;
выбрать производителя и модель или модельный ряд КМ, который будет использован, определиться с исполнением КМ (их бывает много: можно запаивать низковольтные процессоры на плату, а можно поставить разъём для установки сокетного процессора, покупаемого заказчиком на открытом рынке, можно установить дополнительные контроллеры, сторожевые таймеры и др., а можно ограничиться выводом интерфейсов чипсета на разъёмы соединения с платой-носителем – соответственно стоимость разных исполнений будет различной).

Выбор формата платы-носителя, а также требуемой функциональности, питания и интерфейсов ввода-вывода.

Выбор источника технической экспертизы по разработке платы-носителя и по сопряжению КМ с платой-носителем (тут необходимо определиться, заниматься ли этой работой самим, нанять ли стороннюю компанию или заключить договор с производителем КМ).

Помимо вопросов аппаратной совместимости КМ и платы-носителя разработчики системы должны хорошо представлять те задачи встроенного ПО, которые решаются, как правило, совместно с производителем КМ. Размещение активных компонентов на плате-носителе обычно требует модификации BIOS. Такими модификациями могут являться снижение времени загрузки системы за счёт оптимизации процедуры тестирования компонентов, появление клиентского логотипа при загрузке, контроль плоскопанельных мониторов, резервное копирование CMOS и другие задачи. Помимо модификации BIOS производители КМ предлагают разработку специфических драйверов для компонентов на платах-носителях под ОС, которые поддерживаются производителем КМ.

По своей сути КМ не являются одноплатными компьютерами, как, например, модули PC/104, a являются своего рода заготовками для разработки нестандартного решения в короткие сроки и за «разумные» деньги. Использование таких заготовок требует либо высокой квалификации собственных разработчиков, либо привлечения сторонней экспертизы. Как правило, источником такой сторонней экспертизы являются сами производители КМ, которые оказывают услуги по разработке плат-носителей. Так, российская компания Доломант оказывает услуги по разработке плат-носителей как для своих КМ под торговой маркой FASTWEL™, так и для многих КМ, входящих в линейку поставок компании ПРОСОФТ, с производителями которых у компании До-ломант есть партнёрские отношения. Например, Доломант является партнёром компании Advantech по локализации её продукции для российского рынка и разработке решений на базе КМ Advantech, а также партнёром компании Lippert.

Говоря о прикладном программном обеспечении для системы, нельзя не упомянуть тот факт, что разработку аппаратной и программной частей решения можно вести параллельно. Это одно из важных преимуществ использования решения на базе КМ. В то время, когда инженеры-схемотехники работают над архитектурой и трассировкой платы-носителя, программисты могут отрабатывать прикладное ПО, используя КМ и отладочную плат у, предоставляемую производителем КМ специально для таких целей. Как правило, отладочные платы содержат большой набор интерфейсов, через который можно подключить необходимые модули расширения на основе стандартных форм-факторов и смоделировать аппаратную архитектуру системы.

Размеры отладочных плат, их функциональность, а также типы интерфейсов расширения никак не задаются стандартами или спецификациями. Поэтому каждый производитель КМ выпускает свою отладочную плату в соответствии со своими собственными представлениями о том, что должно быть востребовано инженерами заказчика (рис. 10).

Рис 10. Отладочные платы-носители КМ:

а) отладочная плата FASTWEL CPC1280 для КМ стандарта COM Express, выполненная в форм-факторе ATX со слотами расширения PCI,
x1 PCI Express, x16 PCI Express, ExpressCard, CF, SATA, EIDE и др.;

б) отладочная плата Lippert для модулей CoreExpress ECO, выполненная в форм-факторе EPIC со слотами расширения ExpressCard, PCI, ISA,
SATA, SD и CF

Примеры построения систем на основе платы-носителя и КМ

Системы, базирующиеся на КМ, встречаются во многих областях промышленности. Удобство программирования процессоров архитектуры х86, совмещённое с удобством использования платы-носителя и КМ, позволяет применять данное решение везде, где требуется реализовать контрольный уровень приложения.

Например, разработчику нужно совместить собственную шину, давно и широко им используемую в производимом оборудовании, с современным набором интерфейсов ввода-вывода, добавить подсистему хранения информации и подсистему вывода графической информации на консоль оператора. Использование КМ и носителя позволяет создать такое оборудование в рамках существующих конструктивов и систем питания. На рис. 11 показана одна из таких систем, разработанная специалистами подразделения заказных разработок Доломант на базе модуля ETX FASTWEL CPB904. При внешней схожести с CompactPCI она имеет иные размеры и иную шину обмена данными. Представленная система работает под управлением операционной системы QNX 6.3 либо Windows XP Embedded, загружаемой с модуля CompactFlash либо с напаянного на плату флэш-диска. В процессе выполнения задачи система обрабатывает данные, получаемые по шине, использует два CАN-канала для связи с устройствами, сигнализирует о наступлении событий, используя светодиодную индикацию, хранит данные на модуле CompactFlash, размещённом на носителе, и выдаёт информацию на дисплей оператора. При этом на плате-носителе реализовано дублированное питание, позволяющее не прерывать работу системы при сбое одного из каналов.

Использование UDF на флешках и переносных HDD 📙 Реферат → 🆔 105532