基于x86结构的计算机在工业和计算机电话集成（CTI）市场中的盛行引发了对基于无源底板的系统的需要。虽然以母板为基础的计算机已经对这些市场造成了一定程度的冲击，但这种结构的局限性阻止了广泛的采用。无源底板处理不是新的想法。PCI工业计算机制造商协会（PICMG）在1994年五月成立的目的就是定义PCI/ISA无源底板和CPU卡接口规范。当临近基于PICMG无源底板计算机结构的十周年庆之际，我们发现为了满足市场不断变化的需要这个标准已经进化了。
基于无源底板的系统的发展一直受到改善平均修复时间和提供系统升级的便利途径的愿望的驱动。基于母板的系统是不灵活的，为了修复或更新系统需要更换整个母板。更换母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和电缆都拔掉。这就导致修复或更新时系统停机时间增加，在许多控制和CTI应用中这是不能接受的。无源底板结构通过取消母板来解决这些问题。在无源底板系统中， CPU是一块插卡。底板是由一些连接器和无源器件组成的。这种结构使得系统更新和修复简单而停机时间又最少。
PICMG 1.0 PCI/ISA无源底板规范是面临1994年的挑战而制订的。这个规范支持ISA和PCI的插卡。它是为可以向64位扩充的33MHz 32位PCI设计的。该规范构造的CPU和底板最多可支持20块ISA卡和4块PCI卡。在这个结构中，CPU卡能从ISA和PCI连接器的插脚来吸取功率。这避免了在PCI本地总线规范中规定的最大功率。在为无源底板定义的插脚引线中，CPU卡必须包括一些在PCI插卡上一般不用的信号。这些附加的信号包括用于总线仲裁的4对请求/准许信号，支持4个PCI槽位的4个时钟以及一个复位输出。另外一个挑战是中断和IDSEL分配。在母板的环境里由于插槽、IDSEL和中断分配都是母板的部件，系统BIOS知道它们之间的映射关系。在无源底板的环境里IDSEL和中断布线是底板布线的一部分。规范需要定义这些信号的关系才能够获得各CPU卡供应者之间的兼容性。一个PICMG 1.0 单板机的例子所示如下。
图1：ADLINK NuPro-842 PICMG 1.0 单板机
工业和计算机电话集成市场从ISA的I/O卡向PCI进展很慢。结果，PCI-ISA规范今天仍然在使用。在2002年，PICMG制定了一个PICMG 1.0 PCI-ISA规范的全PCI版本，它包括了PCI-X支持。这个新规范是PICMG 1.2嵌入式PCI-X规范。该规范保持了与PICMG PCI-ISA规范相同的物理尺寸，但用第二条PCI总线取代了ISA总线。另外，PICMG 1.2 增加了PCI-X协议的支持。板子支持ATX类型的电源连接器可向高性能的处理器供电。该规范还为CPU插卡定了个新名字，系统主板（SHB）。SHB为底板插槽提供时钟和仲裁。SHB可以是全长的，也可以是半长的，并能支持一或二个PCI接口。一个ePCI-X SHB的例子如下所示。
图2：ADLINK NuPro-900 PICMG 1.2 系统主板
由于加了PCI-X，底板上的时钟的长度就成为关键了。规范的作者要定义应能与各种底板互操作的SHB。这挑战是在SHB上的PCI-X接口需要一个具有相等于底板上时钟走线长度延时的反馈时钟。这反馈时钟是在底板上并且它的长度是以从SHB插槽到PCI插板插槽的时钟的长度为基础的。在下面画的图中，从桥到三个目的地中任何一个的时钟距离是相同长度的。
PICMG 1.2 的时钟布线
无源底板同它确定的主流市场一起发展。PCI工业计算机制造商协会的建立定义了工业PCI/ISA PCI无源底板和CPU卡的接口规范。规范PICMG 1.0 在1994年发布的。PCI/ISA无源底板规范后来用PICMG 1.2 嵌入式PCI-X来补充了。PICMG 1.2规范去除了ISA连接，加入了第二组PCI连接以及为高性能处理机加了一个ATX类型的电源连接器。无源底板结构继续会在最小化停机时间为重的应用中受到欢迎。
[作者简介]
Jeff Munch先生目前为国际PICMG 3.0委员会的主席，同时也是凌华科技的CTO(首席技术执行官)。Munch先生在硬件设计、软件开发、与工程资源管理领域里有超过二十年的经验，在加入凌华的经营团队之前，Munch先生曾担任美国Motorola计算机事业群工程总监（Director of Engineering）5年及美国Pro-Log公司工程副总（Vice President of Engineering）9年。
由CHINA通信网组稿