PCIe/USBへの対応で使われ続けるPC/104（2/3 ページ）

PCIのサポート

　PC/104が登場して以降、その性能を向上させるために仕様を拡張する試みが多くの設計者により行われてきた。例えば、ISAバスをPCI（Peripheral Component Interconnect）バスへ置き換えることなどである。デスクトップ型パソコンにおいては、ISAバスからPCIバスへの置き換えがスムーズに進んだため、組み込みシステムの設計者たちがPCIバスをPC/104に追加しようと考えたのは自然な成り行きであった。PCIバスを利用できるようになれば、高性能の周辺機器や特定用途のハードウエア向けにデータ転送速度を高めることが可能になる。

　PC/104 Embeddedコンソーシアムは1997年に、PC/104にPCIバスを追加する新たな仕様を発表した。正式名称はPC/104-Plusである。この仕様により、PC/104準拠のボードの設計者は、ISAバスのみ、PCIバスのみ、PCI/ISAバスの両方のうち、いずれかを選択できるようになった。しかし、PC/104-Plusでは、PCIバスを取り付けるための新しいコネクタを搭載する必要があり、ボード上におけるコネクタの占有面積を増大させてしまう。この問題を回避すべく、PC/104 Embeddedコンソーシアムは、ISAバスを除いたPCI-104も策定した。しかしながら、現在でも大本のPC/104が、PC/104-PlusやPCI-104よりも多く利用されている。

　技術の進歩に遅れずに、日々進化を続けるデスクトップ型パソコンのソフトウエアに対応するために、業界団体をはじめとする複数の組織がPC/104の次世代版として3種類もの規格を提案している。それらには、PCI SIG（Special Interest Group）が策定しているPCIバスの最新規格PCI Express（PCIe）や、高いデータ転送速度と高度なボード間通信向けのUSB（Universal Serial Bus） 2.0が採り入れられている。これらの新しい規格は、いずれもスタック可能なPC/104ベースのアーキテクチャにおいて、かなりの性能向上をもたらす。その一方で、規格に準拠する製品間の相互運用性に乏しく、既存のPC/104に準拠する製品との互換性にもばらつきがある。

写真1　DIGITAL-LOGIC社の「MSM200シリーズ」　MSM200シリーズは、PC/104 Embeddedコンソーシアムが2008年に承認したPCI/104-Express規格に準拠している。

　PC/104 Embeddedコンソーシアムは2008年初頭に、組み込みシステムにおいてPCIeバスを使用するための規格としてPCI/104-Expressを承認した（別掲記事『PCI/104-Expressのメリット』を参照）。PCIeバスの基本単位である「レーン」は、LVDS（Low Voltage Differential Signaling：低電圧差動信号）による2本の信号パスと、各方向に5ギガトランスファ/秒の速度で通信する定電流ラインドライバから成る。そして、複数のレーンを利用することにより、必要とされるデータ転送速度まで増やすことが可能になる。PCIeでは、このレーンをまとめたものを「リンク」と呼んでおり、1つのリンクに対して利用できるレーンの数は、1、2、4、8、12、16、32本が定義されている。PCI/104-Expressでは、1レーン×4リンクと16レーン×1リンクのみをサポートしている。

　スイスDIGITAL-LOGIC社は、シングルボードコンピュータ「MICROSPACE MSM200シリーズ」など、PCI/104-Expressに準拠する製品をいくつか提供している（写真1）。それらのボードは、動作周波数が最高で1.6GHzという米Intel社のプロセッサ「Atom」を、オンボードRAM用のいくつかのオプションとともに搭載している。2次電池で動作するモバイルコンピュータ、映像を表示する画面付きの情報端末、音楽演奏機能を持つゲームシステム、計測機器、通信機器などのアプリケーションをターゲットとしている。

　MSM200シリーズは、高速なCPU以外に、イーサーネット、オーディオコントローラ、RS-232インターフェース×4、シリアル方式のディスクインターフェース×2、パラレル方式のディスクインターフェース×1など、上記のアプリケーションが求める、標準的なパソコンが備えるインターフェースをすべて提供する。価格は、1ユニット（100個）当たり364ユーロ（約4万9800円）からである。