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MOTOROLA MVME6100 系列 VME 单板计算机
时间: 2025-08-29浏览次数：
MOTOROLA MVME6100 系列 VME 单板计算机
MOTOROLA MVME6100 系列 VME 单板计算机
核心硬件配置与性能
1. 处理器与缓存
搭载高性能 MPC7457 PowerPC® 处理器，集成 128 位 AltiVec™协处理器（支持并行处理，适用于向量运算场景），核心参数如下：
时钟频率：1.267 GHz，适配数据密集型应用
缓存体系：
一级（L1）缓存：32KB 指令缓存 + 32KB 数据缓存
二级（L2）缓存：512KB（片上）
三级（L3）缓存：2MB（板载）
系统总线：133 MHz 处理器总线，匹配处理器性能，避免总线瓶颈
2. 内存与存储
主内存：
类型：双倍数据速率（DDR）ECC SDRAM，支持错误校验，提升数据可靠性
速度：DDR266（133 MHz 内存总线）
容量：板载最高 2GB，初始提供 512MB/1GB 两种配置（分两组内存 bank）
闪存（Flash）：
类型：板载可编程 EEPROM，支持跳线写保护
容量：128MB（分两个 64MB bank，焊接式封装，稳定性更高）
非易失性内存（NVRAM）：
容量：32KB（用户可用 4KB），配备可更换电池备份
寿命：55°C 环境下存储寿命 50 年，25°C、100% 占空比下使用寿命 5 年
实时时钟（TOD）：采用 ST（SGS-Thompson）M4T28 器件，保障时间同步
3. VMEbus 与核心架构
VMEbus 协议：支持 2eSST（Two Edge Source Synchronous Transfer）协议，实际传输速率达 320MB/s，较传统 VMEbus 提升 8 倍；同时兼容 ANSI/VITA 1-1994 VME64、VITA 1.1-1997 扩展等 legacy 协议
接口芯片：采用 Tundra Tsi148™ VMEbus 接口芯片，搭配德州仪器（TI）新型 VMEbus 收发器，支持在标准 VMEbus 背板中运行，实现与现有 VME 板卡、机箱的兼容性
主机桥接：Marvell MV64360 Discovery II 主机桥，支持 133 MHz 主机总线与 133 MHz DDR 内存总线，同时提供双 133 MHz PCI-X 总线，分别连接 VME 接口芯片与 PMC 扩展插槽，保障各子系统均衡性能
I/O 接口与扩展性
1. 基础 I/O 接口
以太网：
控制器：集成于主机桥的千兆以太网控制器，双接口设计
速率：10/100/1000 Mb/s 自适应
连接：一个固定前置（RJ-45），另一个可前置或通过 P2 接口转接（IPMC 模式下 10/100 Mb/s 路由至 MVME761 的 RJ-45，PMC 模式下千兆路由至 P2）
异步串口：
控制器：ST16C554DCQ64（兼容 16550）
数量：2 个，支持 EIA-574 DTE 配置
速率：最高 38.4 Kbps（EIA-232 标准）、115 Kbps（原始模式）
连接：一个前置（RJ-45），一个供开发调试使用（板载_header）
定时器：4 个 32 位可编程实时定时器 / 计数器，1 个看门狗定时器（超时触发系统复位，提升系统稳定性）
2. PMC 扩展能力
PMC 插槽：双 IEEE P1386.1 兼容 PMC-X 插槽，支持以下特性：
总线规格：32/64 位地址 / 数据，PCI 总线频率 33/66/100 MHz
供电：+3.3V、+5V、±12V，兼容 3.3V/5V 信号
模块类型：支持 2 个单宽或 1 个双宽 PMC/PrPMC（处理器 PMC）模块，可扩展额外 PowerPC 处理器实现多处理器架构
PCI 扩展：提供 32/64 位、33/66 MHz PCI 扩展连接器（114 引脚，与 MVME5500 位置兼容），支持摩托罗拉 PMCspan 等 PCI 扩展载体，进一步扩展 I/O 能力
3. P2 I/O 模式与兼容模块
双模式配置：通过跳线支持 PMC 和 IPMC 两种 P2 I/O 模式，延续 MVME5100/5500 系列设计，降低用户迁移成本：
PMC 模式：兼容 MVME2300/2400、MVME5100/5500，P2 接口提供 PMC 插槽 1 的 64 引脚和插槽 2 的 46 引脚用于后部 I/O
IPMC 模式：需在 PMC 插槽 1 安装 IPMC761/712 模块，支持 legacy MVME761/712M I/O 模块（PMC I/O 功能有限），此时 PMC 插槽 2 部分信号预留用于扩展 SCSI
IPMC 模块功能：IPMC761/712 为可选 PMC 模块，提供后部 I/O 支持，保障与前代产品（如 MVME2600/2700）兼容性：
1 个单端 Ultra Wide SCSI 端口
1 个并行端口
4 个串口（IPMC761：2 个异步 + 2 个同步 / 异步；IPMC712：3 个异步 + 1 个同步 / 异步）
保留 1 个 PMC 插槽供 OEM 定制扩展
4. 转接模块（Transition Modules）
MVME761：
接口：IEEE 1284 并行端口（HD-36）、10/100BaseTX 以太网（RJ-45）、2 个异步串口（DB-9，EIA-574 DTE）、2 个同步 / 异步串口（HD-26，可通过 SIM 模块配置为 EIA-232/EIA-530/V.35/X.21 DCE/DTE）
P2 适配器：3 行适配器支持 8 位 SCSI，5 行适配器支持 16 位 SCSI 与 PMC I/O
MVME712M：
接口：Centronics 兼容并行端口（D-36）、窄 SCSI 端口（8 位，D-50）、4 个同步 / 异步串口（DB-25，可跳线配置为 EIA-232 DCE/DTE）
P2 适配器：3 行适配器支持 8 位 SCSI；专用 5 行适配器可扩展访问 VME64 的额外用户自定义 I/O 引脚
软件支持
1. 固件监控器（Firmware Monitor）
固件名称：MOTLoad，驻留于 Flash 内存，提供核心功能：
开机自检（POST）：全面硬件诊断，保障启动可靠性
系统初始化：配置处理器、内存、I/O 接口等硬件参数
操作系统引导：支持多种实时操作系统（RTOS）与内核引导
调试接口：兼容摩托罗拉前代 VME 板卡的 “Bug” 调试接口，降低开发迁移成本
2. 兼容操作系统
支持多种主流嵌入式操作系统，包括：
实时操作系统（RTOS）：Wind River VxWorks（提供板级支持包 BSP）
开源系统：Linux（由摩托罗拉合作伙伴提供支持）
其他：可适配各类实时内核，满足不同应用场景的软件需求
物理与环境规格
1. 尺寸与重量
尺寸：与 MVME5100 系列兼容，单 VME 插槽设计：
板高：233.4 mm（9.2 英寸）
深度：160.0 mm（6.3 英寸）
前置面板高度：261.8 mm（10.3 英寸）
宽度：19.8 mm（0.8 英寸）
最大元件高度：14.8 mm（0.58 英寸）
重量：Scanbe 手柄版本 425 g（15 oz），IEEE 手柄版本 468 g（16.5 oz）
2. 供电需求
基础供电（不含 PMC/IPMC 模块）：
+5V（±5%）：典型 8.4 A，最大 10.2 A
若搭配 MVME761 转接模块：+5V 典型 9.2 A，最大 11.2 A
IPMC 模块额外供电：
IPMC761/IPMC712：+5V 最大 0.5 A，+3.3V 最大 0.75 A
3. 环境适应性
温度：工作温度 0°C 至 + 55°C（需强制风冷），非工作温度 - 40°C 至 + 85°C
湿度：工作与非工作状态均支持 5%-90%（无冷凝，NC）
振动：工作状态 2G RMS（20-2000 Hz 随机振动），非工作状态 6G RMS（20-2000 Hz 随机振动）
4. 安全性与 EMC
安全性：所有印刷线路板（PWB）由 UL 认证厂商制造，易燃性等级达 94V-0，符合工业安全标准
电磁兼容性（EMC）：
发射：符合 FCC Part 15 Subpart B（美国，A 级，非住宅）、ICES-003（加拿大，A 级，非住宅）、EN55022 B 级（欧盟）
抗扰度：符合 EN55024（欧盟），适用于工业、医疗等对电磁环境敏感的场景
5. 可靠性
平均无故障时间（MTBF）：178,403 小时（按 Bellcore 标准 6 版，方法 1，案例 3 计算），满足长生命周期工业、国防设备需求
订购信息与相关产品
1. 核心模块型号
所有型号均提供两种前置面板选择：Scanbe 手柄（-xxx1 后缀）、IEEE 兼容手柄（-xxx3 后缀），核心参数统一（1.267 GHz MPC7457、128MB Flash），仅内存容量差异：
型号 内存容量 面板类型
MVME6100-0161 512MB DDR Scanbe 手柄
MVME6100-0163 512MB DDR IEEE 手柄
MVME6100-0171 1GB DDR Scanbe 手柄
MVME6100-0173 1GB DDR IEEE 手柄
2. 配套扩展产品
PMC 扩展载体：
PMCSPAN1-002/010：带 Scanbe 弹出手柄的一级 / 二级 PMC 扩展
PMCSPAN2-002/010：带 IEEE 弹出手柄的一级 / 二级 PMC 扩展
IPMC 模块：IPMC761、IPMC712（提供 legacy I/O 兼容）
转接模块：MVME761（带多串口、以太网、SCSI）、MVME712M（带串口、SCSI）
串口接口模块（SIM）：支持 EIA-232 DCE/DTE、EIA-530 等配置，适配 MVME761
3. 文档支持
技术文档可通过摩托罗拉官网（http://www.motorola.com/computer/literature）在线查看，包括板卡安装指南、程序员参考手册、固件用户手册等，助力快速部署与开发。
应用场景与核心价值
1. 目标行业场景
国防航空航天：适用于指挥控制（如舰载遮蔽系统、地面固定系统、侦察飞机系统），320MB/s VME 带宽、100 MHz PMC 总线消除传统瓶颈，支持多处理器扩展，同时避免多处理器板卡的散热与 I/O 管理难题
工业自动化：适配半导体加工设备（SPE）、自动测试设备（ATE）等高端场景，AltiVec 协处理器支持向量运算，双 PMC 插槽可定制 I/O，向后兼容性帮助 OEM 延长现有设计寿命
医疗影像：满足核医学（NM）、正电子发射断层扫描（PET）、磁共振成像（MRI）、CT 等影像处理需求，2eSST 协议提升数据传输效率，减少系统所需板卡数量，缓解空间限制
2. 核心用户价值
投资保护：兼容现有 VME 基础设施（板卡、背板、软件），提供从 MVME2300/2400/2600/2700/5100/5500 的迁移路径，避免重复投入
均衡性能：处理器、内存、VMEbus、PCI-X 总线、I/O 子系统性能匹配，无明显瓶颈，适配数据密集型与实时性需求
高可靠性：ECC 内存、写保护 Flash、长寿命 NVRAM、高 MTBF，满足工业、国防、医疗领域对设备稳定性的严苛要求.
