CompactPCI解決了多年來電信系統工程師與設備制造商面臨的棘手問題，將VME密集堅固的封裝和大型設備的極佳冷卻效果以及PC廉價、易采用最新處理能力的芯片結合在一起，保證了99.999%的高可靠度，極大降低了硬件和軟件開發成本。

CompactPCI簡稱cPCI，中文又稱緊湊型PCI，是國際PICMG協會于1994提出來的一種總線接口標準。它的出現解決了多年來電信系統工程師與設備制造商面臨的棘手問題，將VME密集堅固的封裝和大型設備的極佳冷卻效果以及PC廉價、易采用最新處理能力的芯片結合在一起，保證了99.999%的高可靠度，極大降低了硬件和軟件開發成本。目前PCI總線已成為了事實上計算機的標準總線。

CompactPCI所具有的開放性、高可靠性、可熱插拔（Hot Swap），使該技術除了可以廣泛應用在通訊、網絡、計算機電話整和（Computer Telephony），也適合實時系統控制（Real Time Machine Control）、產業自動化、實時數據采集（Real-Time Data Acquisition）、軍事系統等需要高速運算、智能交通、航空航天、醫療器械、水利等模塊化及高可靠度、可長期使用的應用領域。

早在1995年，香港塞德公司將具有優質、高效、低耗等優勢的最新總線類產品Compact PCI推向中國市場，同時亦把美國PICMG協會的發展情況介紹到中國。我國工控界權威人士即達成共識：要跟蹤高科技，保持與世界工控產品的同步運作，必須攜手聯合，優勢疊加，共同研發，才能促進Compact PCI在我國的發展，使Compact PCI成為我國工控界的共用資源。

一、 中國工業計算機的發展

80年代初，我國在引進、消化吸收的基礎上，經過技術創新，研制成功了STD總線工業計算機。STD工控機因具有靈活的組合方式、成本低、小板結構及廣泛的兼容性等優點，自1984年國內開始從事開發和推廣應用以來，被廣泛地應用于鋼鐵冶金、石油化工、機電成套設備、醫藥食品、數控機床、工業爐窯等工業領域、以及軍工和科研設備中。STD工控機型號眾多，包括INTEL8088/80188、80286、80386、80486和NEC公司的V20、V40、V50等CPU類型的機型，其中以采用NEC公司V40芯片設計的V40系統最具代表性，該系統于1994年被率先成功地應用于水輪發電機——變壓器組繼電保護、水輪發電機勵磁等電氣二次成套裝置中。現場實際商業運行表明：STD工控系統較為穩定，但其體系結構仍存不足。

STD工控機的不足：

STD工控機板采用“金手指 ”拔插，間或造成印制板邊緣插頭近處銅箔斷裂或總線接觸不良。

模擬輸入測量線和I/O信號線采用前端扁平電纜連接使整個系統運行的可靠性受到潛在威脅。

原類似STD5459型號的智能A/D采集板采集速度較慢；且板上四選一模擬開關、采樣保持器軟故障偶有發生。

隨著WINDOWS窗口系統的使用習慣養成，用戶已明顯感覺到在LED方式下進行參數整定相當不方便，因為需要記憶過多的功能鍵。

原STD工控機由于考慮到通用性和可擴充性，造成許多系統“冗余” 、系統資源浪費。

在90年代以后，由于STD工控機的不足，以及需要滿足不同應用領域的高性能、高可靠、高可用的經濟型工業計算機的需求，STD總線的工控機逐漸被淘汰。90年代采用ISA和PCI總線的IPC取代STD開始得到應用和普及。但由于IPC的板級互連結構和機械結構的限制，引起諸多不可靠因素，如散熱不合理、抗振動和沖擊能力差、電磁兼容性等，從90年代末開始，發展勢頭變慢，而且市場占有率開始下降，逐漸退出高可靠性領域。

二、 CompactPCI技術

經過幾年的發展，PCI總線以其優越的電性能獲得了業界的一致認可。同時利用PCI總線的電性能，結合不同的機械結構，產生了各種各樣的總線。

CPCI總線：將PCI總線與歐規卡的機械結構相結合，具有抗振性能好、高可用性等優點，而且可以支持熱插拔（Hot Swap）、后走線（Rear IO），目前在電信、軍工、交通等領域正在得到廣泛的應用。

PXI總線：在CPCI基礎上加入同步時鐘、觸發等量測專用總線，在測量、控制領域正得到越來越多的應用。

PC104 Plus總線：將PCI總線與PC104板的機械結構相結合，具有效率高、維護量少、體積小型等特點，在各種嵌入式應用中很受歡迎。

PCMCIA總線：常用于筆記本電腦。

PMC總線：配合CPCI總線在電信行業中使用。

CompactPCI技術是在PCI技術基礎之上經過改造而成，具體有三個方面：

一是繼續采用PCI局部總線技術；二是拋棄IPC傳統機械結構，改用經過20年實踐檢驗了的高可靠歐洲卡結構，改善了散熱條件、提高了抗振動沖擊能力、符合電磁兼容性要求；三是拋棄IPC的金手指式互連方式，改用2mm密度的針孔連接器，具有氣密性、防腐性，進一步提高了可靠性，并增加了負載能力。

經過改造的CompactPCI工業計算機適合工業現場應用。由于具有熱插拔和冗余設計能力，可以構建高可用性系統，滿足電信、數字通信、軍事裝備以及其它高可靠領域的要求。目前CompactPCI技術是國際最先進的工業計算機技術。

近年來，電信技術發展迅猛。CPCI架構難以滿足未來幾年電信領域寬帶技術的需求。因此，市場迫切需要發明新的交換技術，以滿足日益增長的對具有每秒Terabits傳輸性能的開放式架構平臺的需求。這就是新興的PICMG 3.x—AdvancedTCA技術。

在今后的5-10年，CompactPCI總線與PICMG 2.16、AdvancedTCA在相互補充中并存。CompactPCI總線主要面向工業自動化應用，將逐漸取代VME和ICP，牢牢占據基礎自動化和過程自動化層。而PICMG 2.16和AdvancedTCA將主要針對電信應用。

三、CompactPCI技術的應用

2001年11月21日，航天科技集團502所北京康拓公司研制的采用CPCI總線和AT96總線雙總線結構的?APCI5000系列工控機?通過了航天科技集團組織的新產品技術成果鑒定。標志著中國有了自己的CompactPCI總線工控機平臺。APCI5000的面世，無論是從技術上還是經濟上都可以說是恰逢其時。從技術水平上提高了我國企業進入WTO以后的市場競爭力，對傳統產業升級改造和優化產業結構，都具有十分積極的作用，對提高我國的國防實力都有十分重要的意義。

西安空軍工程大學采用北京康拓公司生產的APCI5094（5x86-133MHz） CPCI總線工控機系統研制成功了進口戰斗機地面測試設備，并通過了總裝備部、空軍組織的產品鑒定。

中國核動力研究院設計院采用康拓公司的CPCI產品研制了“九五”重點攻關項目“核電站數字化反應堆保護系統”原理樣機，并通過了中國核工業集團公司組織的鑒定。

浙江紹興精工集團采用北京康拓公司生產的CPCI工控機系統研制成功了國產化先進的“噴氣”紡織機。

國產化的CPCI總線工控機在國內航天領域的《神通一號》衛星動量輪地面測試系統、《風云二號》氣象衛星自旋線路系統測試設備、《東方紅四號》通信衛星推進系統地面測試設備中也得到了成功應用。在這以前，由于沒有國產高性能的工控機可用，我國衛星地面測試設備基本被進口設備所壟斷，如VME總線和VXI總線測試設備

國產化的CPCI總線工控機在海軍、電力、鐵路、公路隧道等方面已經有數十家用戶，產品已經被市場認可，并正在繼續發展。

1998年，美國Marconi公司采用開放式架構CPCI工控機為美國空軍F16 Fighting Falcon戰斗機研制了第三代測試設備IAIS（Improved Avionics Intermediate Shop）。1990年的第二代IAIS采用的是VXI。

Alta Technology采用CPCI/VME混合系統，為部署在美國西南部的導彈測試基地研制測控設備。設備采集從各種電子對抗設施（ECM）傳來的數據，處理后，確定目標（如雷達）。

美國海軍正在將用于部署在China Lake和Pt. Magoo的QF4戰斗機上的VME總線工控機升級為CPCI總線工控機系統，以增強電子對抗能力。

Excalibur Systems Inc．將CPCI工控機系統用在了軍事運輸機C-17上。

在歐美，CPCI工控機取代VME工控機，逐漸應用在空防、海防和陸地軍事武器和航天地面測控設備上，如SBS Technologies的CR6 CPCI工控機系統等。

在電信領域CompactPCI/PICMG 2.16產品應用，目前主要集中在電信增值業務上，比如新一代聲訊平臺和虛擬運營等。華為、中興和大唐已經采用CompactPCI/PICMG 2.16技術研制了一系列新產品，并得到了廣泛的應用。

從1999年全球不足2000萬美元的小行業，發展到2003年32億美元，短短幾年，CompactPCI技術走過了研制、生產、銷售、應用、服務的歷程，已經在國內形成了完整的運行體系，并保持著良好的發展勢頭，有效地推動著工業自動化、測量自動化和信息化產業朝著面向未來的標準化、網絡化、開放性方向發展。
責任編輯：tzh