Comparison of Carbon Dioxide Reducing Technologies that effect the

límites físicos, no ya de la planta sino de la propia empresa.

■ Panel PC con Windows CE 3.0 en una tarjeta CompactFlash de 32 MB. Plataforma SDK de Advantech para el desarrollo de aplicaciones Windows CE, con soporte para Visual C++ y Visual Basic. No precisa la construcción de una imagen personalizada de Windows CE con el Platform Builder. Ideal para soluciones embedded con reducción del time to market.

76-85 informe 21/7/06 09:06 Página 76

quisitos de la aplicación concreta a la que se destinan, desarrollándose de forma espectacular el concepto de sistema embedded (dedicado). Otro aspecto importante en el que el pro- tagonismo del PC ha ido en aumen- to es la interface persona-máquina

(HMI: Human-Machine Interface),

sustituyendo los antiguos termina- les de interface de operario, sin ca- pacidad de proceso de información y capaces, únicamente, de presentar datos procedentes de un host y acep- tar comandos a través de un teclado. Estos terminales han evolucionado, ganando robustez mecánica y eléc- trica, así como capacidad de alma- cenamiento y de proceso, convir- tiéndose en auténticos computadores industriales capaces de gestionar la interface con el usuario y de alma- cenar y tratar datos localmente, pero facilitando la integración de los sis- temas de planta con los sistemas de información corporativos de la em- presa. En la actualidad, la gran ma- yoría de terminales industriales son computadores con características que los convierten en idóneos para su ubicación en planta: estanquei- dad frontal, resistencia mecánica a choque y vibraciones y resistencia eléctrica a sobretensiones y parási- tos. Estas características han mar- cado la tendencia al cambio de de- nominación de terminales industriales a estaciones de trabajo

(workstations).

Arquitectura PC

La arquitectura PC ha ido poten- ciándose con el paso del tiempo, su- perando el modelo estructural de bus único original e incorporando buses locales y de expansión de E/S que han mejorado los anchos de banda de los canales de comunicación del proce- sador con los dispositivos externos. Alguno de estos buses, como el bus PCI (Peripheral Component In-

terconnect) de Intel, que fueron in-

troducidos en la arquitectura como buses locales, son hoy el bus de sis- tema en las configuraciones indus- triales más avanzadas. PCI es un bus de 32/64 líneas de datos, desarrolla- do por Intel e impulsado por la aso- ciación de fabricantes PICMG (PCI

Industrial Computer Manufactu-

rers Group: www.picmg.org), que permite transferencias entre placas conectadas al bus de hasta 528 Mby- tes/s, trabajando con 64 bits de da- tos y operando con una frecuencia nominal de reloj de 66 Mhz (ver AeI

núm. 283, pág. 95).

PCI-X corresponde a una mejora de la especificación básica, con una ve- locidad mínima de 66 MHz, pudién- dose llegar a velocidades de transfe- rencia de hasta 4.3 Gbbytes/s, y es empleado en servidores y configura- ciones de muy altas prestaciones. El gran nivel de aceptación de esta ar- quitectura de bus ha propiciado la ge- neración de una gran cantidad de productos, tarjetas y subsistemas di- rectamente conectables a la misma, así como la introducción de mejoras que han dado lugar a la aparición de nuevos estándares basados en PCI (ver AeI núm. 283, pág. 96), como CompactPCI (CPCI) y PXI (PCI eX-

tension for Instrumentation).

La arquitectura PC actual se basa en un sistema de buses múltiples que busca la descarga del bus de sistema en las transferencias a la memoria y a los periféricos. Así, encontramos otros buses específicos para la co- nexión de los elementos que confi- guran el sistema, como el bus AGP

(Accelerated Graphics Port) desa-

rrollado por Intel en 1996, que libe- ra al bus de sistema del tráfico ge- nerado por la ingente cantidad de datos que maneja la tarjeta gráfica. Se encarga de comunicar directa- mente esta tarjeta con el procesa- dor a través de un canal de 32 bits con un ancho de banda máximo de 2,1 Gbytes/s, permitiendo el acceso di-

recto de la tarjeta gráfica a la memoria principal del PC. La necesidad de an- chos de banda cada vez mayores en los diferentes canales y niveles de la jerarquía de automatización (cone- xión de tarjeta Gigabit Ethernet, tar- jeta RAID, controlador Serial ATA, etc.), han dado lugar a la aparición de nuevos estándares como PCI Ex- press (PCIe), desarrollado por Intel y apoyado por un consorcio de ven- dedores de PC y periféricos, entre los que se encuentran firmas de la sol- vencia de nVidia, Matrox y ATI, en- tre otros. Ha sido recientemente in- troducido como bus local de alta velocidad para audio y video. Este bus también está siendo utilizado para la mejora del data rate de las cone- xiones de los equipos de medida con la memoria del PC, superando anti- guas limitaciones del estándar tradi- cional PCI. Los datos son enviados en paquetes en serie a través de pares de transmisión denominados lanes. Una de las mejoras más importantes de PCIe es su topología punto a pun- to, permitiendo una conmutación compartida para distribuir el ancho de banda del bus entre los dispositi- vos conectados según su prioridad, de manera que cada dispositivo tie- ne acceso directo y exclusivo(link)

al conmutador (switch). Un único

lane (x1) puede transmitir a 250

MB/s en cada sentido simultánea- mente. Actualmente hay cinco for- matos de ancho de banda: x1, x2, x3, x4 y x16 (tenderá a sustituir la ac- tual interface VGA 8X), aunque en el mercado de los servidores también pueden encontrase los formatos x4, x8 y x12. La especificación PICMG 1.3

77

Julio 2006 / n.º 376

INFORME

■ El bus PCI Express está todavía en sus inicios y el PCI aún se mantendrá un tiempo, mientras tanto podremos ver al PCI Express coexistir con el PCI en la placas base.

76-85 informe 21/7/06 09:06 Página 77

extiende el uso de PCIe al formato de

backplane pasivo para su uso en ar-

quitecturas PC y embedded,

reemplazando el estándar 1.0 (ISA/PCI) y sustituyendo el bus pa- ralelo del backplane por enlaces se- rie de alta velocidad x8 y x16.

Otro bus bien conocido en el en- torno PC es el USB (Universal Se-

rial Bus); un estándar de conexión

de dispositivos externos (ratones, impresoras, webcam, etc.) que per- mite la conexión “en caliente”, y que

está desplazando al clásico puerto paralelo y los puertos serie de las configuraciones ofimáticas típicas de hace unos años. La especificación USB 2.0 alcanza velocidades de trans- ferencia de hasta 480 Mbits/s.

Por último, destacar el estándar PC/104, que define el factor de for- ma y el bus de sistema para aplica-

ciones embedded (www.pc104.

org). Desde su introducción en 1992, ha constituido una de las arquitec- turas para sistemas dedicados más

popular, debido a su pequeño tama- ño, a su robustez y a su compatibili- dad PC. Sus características lo hacen adecuado para su empleo hasta en los niveles más bajos de la jerarquía de automatización en sistemas de con- trol industrial, equipos de test, equi- pos de comunicaciones, robótica e instrumentación. La norma original PC/104 definía ISA (Industry Stan-

dard Bus) como bus de sistema que,

aunque obsoleto en los sistemas

desktop, ofrece prestaciones intere-

santes en aplicaciones embedded de bajo coste. Se elimina la necesidad de

motherboard o backplane median-

te un sistema de apilamiento de tar- jetas, que constituye una solución segura y fiable para el trabajo en en- tornos severos. Más adelante, en 1997, al bus ISA de la especificación original se añadió el bus PCI, man- teniendo el sistema de apilamiento de tarjetas, configurándose el nuevo es- tándar PC/104-Plus. Aparecen en pa- ralelo algunos estándares para la con-

figuración de plataformas embedded

que utilizan tanto PC/104 como PC/104-Plus, e incluso PCI/104, nue- va especificación del año 2003 que define como único bus de sistema un bus PCI.

78

Automática e Instrumentación

INFORME