知識科普：PC/104相關(guān)知識
一、什么是PC104主板
PC104是一種帶有PC104接口的PC兼容模塊（電路板），它是一種標(biāo)準(zhǔn)。這種帶有pc104的電路板即PC104主板，因?yàn)樗臉?biāo)準(zhǔn)化、精確化，所以可以被堆疊在一起，從而建立起一種嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種類型的系統(tǒng)經(jīng)常可以在工廠、實(shí)驗(yàn)室、被編程控制的復(fù)雜系統(tǒng)的機(jī)器上所見。PC/104系統(tǒng)非常類似于PC主板，但是兩者之間又有很大不同。
PC104這個名字起源于一些于它類似的和一些特殊的可堆疊在一起的總線連接器，它們總共有104根插針，這種系統(tǒng)能夠被一些特殊的工具編程，使用這種集成化的PC系統(tǒng)能夠大大縮減開發(fā)商的費(fèi)用和時間。雖然僅僅只有4英寸長，4英寸寬，但是它已經(jīng)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師最基礎(chǔ)的需求。
二、PC104的歷史
1981年，美國IBM公司制造出了世界上第一臺個人計(jì)算機(jī)——PC機(jī)，與此同時，IBM提出了PC總線（PC/XT總線），這是一種8位總線。1984 年，提出PC/AT總線，這是一種16位總線。而為了開發(fā)與IBM PC 兼容的外圍設(shè)備，行業(yè)內(nèi)便逐漸確立了以IBM PC 總線規(guī)范為基礎(chǔ)的ISA（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)：Industry Standard Architecture ）總線。1987年IEEE正式制訂了ISA總線標(biāo)準(zhǔn)。
PC/104是ISA(IEEE-996)標(biāo)準(zhǔn)的延伸。1992年P(guān)C/104作為基本文件被采納，叫做IEEE-P996.1兼容PC嵌入式模塊標(biāo)準(zhǔn)。 PC/104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線。IEEE-P996是ISA工業(yè)總線規(guī)范，IEEE協(xié)會將它定義IEEE-P996.1，PC /104實(shí)質(zhì)上就是一種緊湊型的IEEE-P996，其信號定義和PC/AT基本一致，但電氣和機(jī)械規(guī)范卻完全不同，是一種優(yōu)化的、小型、堆棧式結(jié)構(gòu)的嵌入式控制系統(tǒng)。其小型化的尺寸（90x96mm），極低的功耗（典型模塊為1－2瓦）和堆棧的總線形式(決定了其高可靠性)，受到了眾多從事嵌入式產(chǎn)品生 產(chǎn)廠商的歡迎，在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸流行開來。截止目前，全世界已有200多家廠商在生產(chǎn)和銷售符合PC/104規(guī)范的嵌入式板卡。
實(shí)際上，早在PC/104規(guī)范誕生之前，1987年就產(chǎn)生了世界上第一塊PC/104板卡，由于其固有的優(yōu)點(diǎn)，在國際上制訂統(tǒng)一的規(guī)范之前，一直有許多廠 商在生產(chǎn)類似的嵌入式板卡。到了1992年，由業(yè)界著名的RTD公司和AMPRO公司等12家從事嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的廠商發(fā)起，組建了國際PC/104協(xié) 會，得到了全世界眾多廠商紛紛響應(yīng)，從此PC/104技術(shù)的發(fā)展走上了康莊大道。1992年，Intel提出了PCI總線，將總線頻率提高到了 33MHZ。1997年2月PC/104協(xié)會根據(jù)PC技術(shù)的發(fā)展形勢，由其技術(shù)委員會牽頭，主持制訂了PC/104+總線，2003年11月PC/104 協(xié)會技術(shù)委員會又制訂了PCI-104總線。
從PC/104技術(shù)的發(fā)展歷史中可以看出，PC/104來自于“群眾”，來自于實(shí)踐發(fā)展的需要，并且自身在隨著PC技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展。從實(shí)踐中來，有著眾多廠商的支持，使得PC/104技術(shù)具有天然的旺盛生命力。
后PC時代，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展風(fēng)起云涌，波瀾壯闊。在這一歷史洪流中，眾多的嵌入式系統(tǒng)規(guī)范爭奇斗艷，各種嵌入式板卡令人眼花繚亂。但從目前PC/104 的號召力和眾多的廠商支持來看，其在嵌入式領(lǐng)域舉足輕重的地位還沒有哪一種規(guī)范能夠企及。我們相信，在國際PC/104協(xié)會的帶領(lǐng)下，PC/104技術(shù)的 發(fā)展前景必將無限光明。
三、PC104的優(yōu)點(diǎn)
1、小尺寸：PC/104的板卡標(biāo)準(zhǔn)尺寸為90mmX96mm（比一本新華字典還要小很多，而傳統(tǒng)桌面PC系統(tǒng)的板卡尺寸為315mmX122mm），這樣小的尺寸使得PC/104、PC/104+和PCI-104模塊板成為了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的理想產(chǎn)品。
2、開放的高可靠性的工業(yè)規(guī)范： PC/104、PC/104+和PCI-104產(chǎn)品在電氣特性和機(jī)械特性上可靠性極高，功耗低，產(chǎn)生熱量少。板卡與板卡之間通過自堆棧進(jìn)行可靠的連接，抗震能力強(qiáng)。全世界有超過200家公司使用這些開放的規(guī)范來生產(chǎn)和銷售各種PC/104模塊板。
3、模塊可自由擴(kuò)展：PC/104模塊具有靈活的可擴(kuò)展性。它允許工程師互換及匹配各種功能卡，可隨系統(tǒng)的需求而升級CPU的性能。增加系統(tǒng)的功能和性能只需通過改變相應(yīng)的模塊即可實(shí)現(xiàn)。
4、低功耗：4mA的總線驅(qū)動電流，即可使模塊正常工作，低功耗有利于減少元件數(shù)量。各種插卡廣泛采用VLSI芯片、低功耗的ASIC芯片、門陣列等，其存儲采用大容量固態(tài)盤（SSD）。
5、堆棧式連接：這種結(jié)構(gòu)取消了主板和插槽，可以將所有的PC/104模塊板利用板上的疊裝總線插座連接起來，有效減小整個系統(tǒng)所占的空間。
6、豐富的軟件資源：與PC系統(tǒng)兼容的操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、應(yīng)用軟件都可以運(yùn)行在PC/104系統(tǒng)中。這使得用戶可以隨時利用無處不在的PC系統(tǒng)豐富的軟件資源，從而降低軟件購買、學(xué)習(xí)、培訓(xùn)等方面的成本。此外，在許多PC/104系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，大量的實(shí)時操作系統(tǒng)已經(jīng)被成功地應(yīng)用。
7、大大簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性：通過使用PC/104、PC/104+和PCI-104模塊，用戶可以將精力集中于末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能設(shè)計(jì)上。不用為CPU及其 外圍器件之間的復(fù)雜接口關(guān)系花費(fèi)時間。PC/104模塊的“（plug-together-write-application-software）”設(shè)計(jì)方法確保了設(shè)計(jì)者面向市場的最快響應(yīng)速度。
轉(zhuǎn)自：朗銳智科