【基于Intel815E芯片组的PCI-104CPU模块设计】
本文详细探讨了基于Intel 815E芯片组的PCI-104 CPU模块的设计，这是嵌入式计算机领域的一个重要主题。Intel 815E芯片组在2000年推出，旨在支持Pentium III和Celeron处理器，它集成了一系列功能，包括视频、音频、局域网（LAN）和USB，特别适合于高集成度的需求，如在车船载和工业控制系统中的应用。
PCI-104规范是基于PC/104标准的扩展，它保留了PC/104的紧凑尺寸和总线接口，但增加了PCI总线堆栈，提升了模块的性能和扩展能力。这个标准由IEEE在1992年制定，至今在工业控制领域仍占据主导地位，因为它具有高度的可靠性和集成度。随着技术的发展，CPU模块已经能够利用Intel Pentium系列处理器实现更高速度和更高性能，以满足高级控制、视频采集和无线通信等复杂应用。
文章在引言部分指出，设计PC/104嵌入式模块时，需要考虑系统架构、总线拓扑、内存以及外围设备等关键因素。Intel 815E芯片组的系统架构如图1所示，由82815图形和内存控制中心（GMCH）以及82801BA 输入/输出控制中心（ICH2）两部分组成。GMCH是CPU与内存和外设交互的主要通道，它提供了与CPU的64位系统总线接口、SDRAM接口以及连接ICH2的Hub接口。ICH2则负责管理各种I/O接口，如IDE、USB、AC'97音频和LAN。
815E芯片组的集成特性使得它可以无需额外的AGP插槽就能提供基本的图形性能，因为其内部集成了Intel i752显卡。对于PC/104系统来说，这样的集成方案降低了成本，同时满足了基本的图形需求。此外，815E还支持IDE接口，可以连接硬盘或光驱，以及LPC接口，用于鼠标、超级I/O等功能。
在设计过程中，设计师需要关注的关键点包括：
1. **系统架构**：确保模块的尺寸符合PC/104规范，同时合理布局各个组件以优化性能。
2. **总线拓扑**：正确配置PCI总线，以实现高效的数据传输。
3. **内存设计**：选择合适的SDRAM类型和容量，确保处理器能快速访问数据。
4. **外设连接**：根据应用需求选择并适配相应的外设接口，如串行口、LAN和USB。
通过深入研究Intel Pentium处理器的高性能体系结构，设计师可以优化CPU模块的性能。815E芯片组与Pentium III或Celeron处理器的配合，使得该CPU模块适用于对性能有较高要求的嵌入式系统。
基于Intel 815E芯片组的PCI-104 CPU模块设计是一项综合了硬件选型、系统架构设计和性能优化的工作。设计师必须对x86体系结构有深入理解，并能妥善处理系统中的各项关键技术点，以构建出稳定、高效的嵌入式解决方案。这样的设计方法论对于从事嵌入式计算和工业控制领域的工程师有着重要的参考价值。
