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Emerson MVME5100 系列 VME 总线处理器模块
时间: 2025-08-28浏览次数：
Emerson MVME5100 系列 VME 总线处理器模块
Emerson MVME5100 系列 VME 总线处理器模块
产品核心定位
MVME5100 是艾默生网络能源（Emerson Network Power）推出的高性能嵌入式 VME 总线处理器模块，基于 PowerPlus II 架构，核心定位为国防航空航天、工业自动化、医疗设备等 “业务关键型” 领域提供高可靠性计算解决方案。其融合了传统单板计算机的丰富 I/O 功能与双 PMC 扩展槽的灵活性，支持多操作系统与复杂外设适配，可在单个 VME 插槽内实现超算级性能（如 582MB/s 内存读取带宽、640MB/s 突发写入带宽），满足对算力、稳定性与扩展性要求严苛的嵌入式应用场景。
关键技术规格
1. 处理器与存储系统
处理器型号 可选 MPC7410 或 MPC750 PowerPC 处理器：
- MPC7410：400/500 MHz，L1 缓存 32KB/32KB，L2 缓存 2MB
- MPC750：450 MHz，L1 缓存 32KB/32KB，L2 缓存 1MB
主内存（SDRAM） - 类型：PC100 ECC SDRAM（支持错误校验，提升可靠性）
- 板载容量：最高 512MB
- 扩展能力：通过 RAM500 内存夹层模块扩展至 1.5GB
- 带宽性能：读取 582MB/s、突发写入 640MB/s，支持 64 位单交错架构
闪存（Flash） - 类型：可编程 EEPROM
- 容量：17MB（含 1MB PLCC/CLCC 插槽 + 16MB 表面贴装）
- 读取性能：16MB 端口 70 时钟周期（32 字节突发）、1MB 端口 262 时钟周期（32 字节突发）
非易失性内存（NVRAM） - 容量：32KB（4KB 可用用户空间）
- 寿命：55℃ 下存储寿命 50 年，25℃ 全负载下工作寿命 5 年
- 备份：带可更换电池，防止数据丢失
2. 总线与扩展接口
VME 总线兼容 - 标准：ANSI/VITA 1-1994（VME64，IEEE STD 1014）
- 控制器：Tundra Universe II
- 主从模式：
- 主模式（DTB Master）：A16-A32 地址、D08-D64 数据，支持 BLT（块传输）
- 从模式（DTB Slave）：A24-A32 地址、D08-D64 数据，支持 BLT、UAT（非对齐传输）
- 仲裁：支持 RR（轮询）/PRI（优先级）仲裁，含 2 个 LMA32 位置监控器
PMC 扩展槽 - 数量：2 个 IEEE P1386.1 兼容 32/64 位 PMC 插槽
- 总线特性：33 MHz PCI 时钟，5V 信号，支持 A32/D32/D64 地址 / 数据
- 功率：每个插槽最大 7.5W，支持 +3.3V/+5V/±12V 供电
- 适配：2 个单宽 PMC 或 1 个双宽 PMC，支持前端面板或 P2 背板 I/O
PCI 扩展连接器 - 类型：114 针板载连接器
- 总线特性：33 MHz 时钟，5V 信号，支持 A32/D32/D64 地址 / 数据
- 用途：扩展额外 PCI 外设，如专用 I/O 模块、通信卡
3. I/O 接口与通信能力
以太网接口 - 控制器：2 个 Intel 82559ER 芯片
- 速率：10/100BaseTX（自适应）
- 连接：1 个前置 RJ-45 端口，1 个可选前置 RJ-45 或 P2 背板端口（适配 MVME761 转接模块）
- 功能：支持 PCI 突发 DMA，提升数据传输效率
异步串行端口 - 控制器：2 个 16C550C UART（16550 兼容）
- 配置：RS-232 DTE/DCE 可配置
- 速率：EIA-232 最大 38.4K bps，原始模式最大 115K bps
- 连接：1 个前置 RJ-45 端口，1 个板载开发用端口
扩展 I/O（via PMC/IPMC） 通过 IPMC 模块（IPMC761/IPMC712）实现 legacy 设备兼容：
- SCSI：Ultra Wide SCSI（8 位 / 16 位，速率 20-40MB/s）
- 并行端口：IEEE 1284 兼容（Centronics 模式）
- 同步 / 异步串行：最多 4 个端口（速率 2.5M bps 同步、38.4K bps 异步）
定时器与看门狗 - 实时定时器：4 个 32 位可编程定时器
- 看门狗定时器：超时触发系统复位，提升故障恢复能力
- 实时时钟（RTC）：M48T37V 芯片，带电池备份
4. 电源与环境适应性
电源需求（不含 PMC/IPMC） - +5V：典型 3.0A（±5% 波动）
- +12V：典型 8.0mA（±10% 波动）
- -12V：典型 2.0mA（±10% 波动）
- 扩展模块功耗：IPMC 模块增加 +5V 负载至 3.8-4.7A（视型号）
环境参数 - 工作温度：0℃~+55℃（需强制风冷 ≥400 LFM，高温区间必备）
- 存储温度：-40℃~+85℃
- 湿度：5%~90% RH（无冷凝）
- 振动：工作时 2G RMS（20-2000Hz 随机），存储时 6G RMS（20-2000Hz 随机）
可靠性（MTBF） - 平均无故障时间：190,509 小时（均值），95% 置信度下 107,681 小时
- PCB 阻燃等级：UL 94V-0
5. 合规性与安全
电磁兼容（EMC） - 发射：EN55022 Class B（欧洲）、FCC Part 15 Subpart B Class A（美国）、ICES-003 Class A（加拿大）
- 抗扰：EN55024（欧洲 EMC 指令 89/336/EEC 合规）
安全标准 - 电气安全：EN 61010、UL 508C
- 机械安全：EN 954-1（需配合合规电源控制）
核心功能与优势
1. 高性能与高可靠性
PowerPlus II 架构优势：集成艾默生自研 PCI 桥接 - 内存控制器 ASIC（Hawk ASIC），实现内存与 PCI 总线的高效协同，避免处理器 “内存饥饿”，确保 264MB/s PCI 全吞吐量；
ECC 与故障防护：主内存支持 ECC 错误校验，NVRAM 带电池备份，看门狗定时器与多维度故障检测（如内存错误、总线异常），降低业务中断风险；
严苛环境适配：宽温、抗振动设计，满足国防、航空航天等恶劣场景需求，MTBF 超 10 万小时，适合长期无人值守应用。
2. 灵活的 I/O 与扩展能力
双 I/O 模式兼容：P2 接口支持两种跳线配置模式：
- PMC 模式：兼容 MVME2300/2400，将 PMC 插槽 I/O 引至 P2 背板，适合外设后端连接；
- IPMC 模式：通过 IPMC761/IPMC712 模块兼容 legacy MVME761/MVME712M 转接模块，支持 SCSI、并行端口、多串口等传统 I/O；
PMC 扩展灵活性：双 PMC 插槽支持自定义外设（如专用通信卡、采集卡），配合 PMCSPAN 扩展模块可进一步增加 PMC 数量，满足复杂 I/O 需求；
多接口覆盖：原生支持双以太网、双串口，扩展后可添加 SCSI、同步串口、并行端口，适配工业传感器、存储设备、上位机等多类外设。
3. 软件与生态兼容性
固件与调试：内置成熟固件监控程序（PPCBug），支持上电自检、硬件诊断、操作系统引导，提供调试工具与故障定位功能，简化开发与维护；
操作系统支持：兼容多类嵌入式操作系统，包括 Wind River VxWorks、Green Hills Integrity、Linux（第三方合作版），适配不同实时性与功能需求；
legacy 设备兼容：通过 IPMC 模块与转接板（MVME761/MVME712M），可复用传统设备的 I/O 接口，降低升级成本。
典型应用场景
国防航空航天：舰载 / 机载计算单元、雷达信号处理，依赖其抗振动、宽温特性与高可靠性；
工业自动化：大型机床控制器、分布式控制系统（DCS）核心单元，利用其多 I/O 与实时操作系统支持；
医疗设备：高端影像设备（如 CT、MRI）、临床诊断仪器，需稳定算力与医疗级安全合规；
测试测量：自动化测试系统（ATE），通过 PMC 扩展适配各类测试模块，实现多参数采集与分析。
订购与配套信息
1. 核心型号（以 5E 系列为例）
MVME51005E-0161/0163 MPC750（450 MHz），512MB ECC SDRAM，17MB Flash，1MB L2 缓存，分别为 Scanbe/IEEE 1101 面板
MVME51105E-2161/2163 MPC7410（400 MHz），512MB ECC SDRAM，17MB Flash，2MB L2 缓存，分别为 Scanbe/IEEE 1101 面板
MVME51105E-2261/2263 MPC7410（500 MHz），512MB ECC SDRAM，17MB Flash，2MB L2 缓存，分别为 Scanbe/IEEE 1101 面板
2. 关键配套模块
IPMC 扩展模块 - IPMC7616E-002：支持 8 位 SCSI、并行端口、2 个异步 + 2 个同步 / 异步串口
- IPMC7126E-002：支持 8 位 / 超宽 SCSI、并行端口、3 个异步 + 1 个同步 / 异步串口
转接模块 - MVME7616E-001：含 DB-9/HD-26 串口、HD-36 并行口、RJ-45 以太网
- MVME712M6E：含 DB-25 串口、D-36 并行口、50 针 SCSI 口
内存扩展 RAM5006E 系列：128MB/256MB/512MB ECC SDRAM 夹层模块（分上下堆叠版本）
串口适配 SIM232DCE6E/SIM232DTE6E：EIA-232 DCE/DTE 串口接口模块
