概述
VPX匯流排來源於VME匯流排,而VME匯流排誕生於30年前,結合了Motorola公司Versa匯流排電氣標準和歐式卡機械封裝標準,是一種開放式架構,在工業控制、信號處理和國防領域中得到了廣泛套用。
但VME匯流排畢竟是30年前的技術,隨著業界對匯流排技術傳輸頻寬要求不斷提高,VME匯流排漸漸顯露弊端。為此,VITA也先後推出VME64、VME64x、VME320等升級版本,遺憾的是,市場反應並不太理想。直到VPX匯流排出現,才徹底扭轉了這個局面。
匯流排結構
VPX匯流排採用高速串列匯流排技術替代了VME匯流排的並行匯流排技術。VPX匯流排引入了目前最新串列匯流排技術,例如:RapidIO、PCI-Express和萬兆乙太網等,支持更高的背板頻寬。VPX核心交換可以提供32對差分對,每對差分對理論上可以提供10Gbps的數據交換能力,一個VPX模組理論上最高可以提供8GByte/s的數據交換能力。
VPX匯流排還採用交換式結構替代VME的主控式結構。交換式結構使得系統整體性能不在受主控板的限制,提高了系統的整體性能。同時,在交換式結構下,處理器可以在任意的時間傳送數據,而不需要等待匯流排後才發起傳輸,特別適合多處理器系統。
高速連線器
VME匯流排與VPX最重要的一個不同就是VPX匯流排採用了Tyco公司開發的新一代7排MultiGig RT2連線器。MultiGig RT2連線器性能優異,不僅特性阻抗可控,插入損耗低,而且在傳輸速率高達6.25Gbps時,串擾仍小於3%。MultiGig RT2連線器連線緊密而堅固,可以在軍事和航空航天等惡劣環境中套用。
VPX標準在結構上仍然使用歐卡3U和6U尺寸。6U VPX板卡上定義1個8列7行RT2連線器P0和6個16列7行RT2連線器P1~P6。其中,P0為公用連線器,提供了維護管理匯流排、測試匯流排和電源信號;P1提供了32對差分對信號和8個單端信號;P1~P6為用戶自定義,既可以定義為差分信號,也可以定義為單端信號。3U VPX板卡只有6U VPX板卡中P0至P2三個連線器。
電源與散熱
VPX匯流排提升了電源供電能力,5V最高可提供115W功率,12V提供384W,48V提供768W。在VME匯流排的一個插槽內,使用5V電源只能提供最大90W的功率,而VPX匯流排僅5V電源就能提供115W功率,12V和48V電源更能提供384W和768W的功率。如此大功率的電源供給,使得VPX子卡可以集成更多的模組,也使得VPX匯流排架構的散熱問題更加嚴重。因此,VPX匯流排提供了空氣散熱、金屬傳導散熱和液體散熱共三種散熱方式,很好的解決了VPX的散熱問題。
隨後的時間裡,VITA組織又對VPX標準做了一些升級,比較重要的有兩個:一是VITA48,即VPX-REDI,主要是對散熱和結構加固等方面做了新的定義,以滿足軍事和航空航天領域嚴酷的套用環境;二是VITA65,即OpenVPX,主要解決了不同廠商對P2至P6定義不同而不兼容的問題,其在VPX規範基礎上重新定義了系統兼容框架,是一個系統級標準。VPX匯流排也因上述優點和不斷的更新升級,成為最具有發展潛力的匯流排技術。