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工業(yè)環(huán)境下,對(duì)于嵌入式主板的選擇要考慮哪些?

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由于其良好的性?xún)r(jià)比,32位和64位標(biāo)準(zhǔn)PC技術(shù)已經(jīng)被用于計(jì)算的x86處理器密集型工業(yè)應(yīng)用了幾十年。

計(jì)算機(jī)板(“板”)可以被安裝在所謂的工業(yè)PC上或直接安裝在各裝置上。然而,由于高度的設(shè)備和許多工業(yè)應(yīng)用的復(fù)雜性之間的相互依存關(guān)系,既要保證最高的可用性和可靠性。即使是很小的錯(cuò)誤和失敗也可導(dǎo)致大且昂貴的損壞。

因此,嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)先決條件。此外,客戶(hù)請(qǐng)求的生命周期管理的延伸,并提供了長(zhǎng)達(dá)十年或更長(zhǎng)的支持。

必須區(qū)分一般的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)環(huán)境中惡劣和不斷變化的條件所帶來(lái)的特殊“嵌入式”挑戰(zhàn)。前者可以通過(guò)復(fù)雜的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程以及使用高質(zhì)量的零部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

即使如此,主板不同于嵌入式主板。在惡劣的工業(yè)環(huán)境和其他地方,嵌入式系統(tǒng)有自己的一套規(guī)則。它們必須適合在關(guān)鍵環(huán)境中永遠(yuǎn)使用。

在工業(yè)環(huán)境中使用的關(guān)鍵是能夠在60°C的擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)工作,并具有高度的硬度,這意味著它對(duì)水分、灰塵、沖擊和振動(dòng)不敏感。

盡管常規(guī)主板設(shè)計(jì)通過(guò)額外的措施,如涂料或清漆等更細(xì)的殼體相對(duì)容易的“升級(jí)”,但必須是不敏感的沖擊和在初始設(shè)計(jì)階段振動(dòng)的保護(hù)措施。最后,支持的質(zhì)量不應(yīng)該被授予操作的整個(gè)期間。

根據(jù)具體應(yīng)用,嵌入式主板還需要特殊的功能,如擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)的安全操作、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(rtc)、附加的串行接口/gpio和可選的遠(yuǎn)程維護(hù)連接。通常需要其他安全功能,如可信平臺(tái)模塊(TPM)。

如果你想在主板上或者通過(guò)插件卡實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊的接口,那么制造商的軟件和集成技術(shù)是另一個(gè)要求。

一般來(lái)說(shuō),今天的嵌入式主板具有廣泛的可伸縮性。一方面是從英特爾凌志處理器到Xeon處理器的計(jì)算能力和能耗,另一方面是從小型ITX到ATX的尺寸。實(shí)際格式通常取決于電路板上所需擴(kuò)展選項(xiàng)的類(lèi)型和數(shù)量。

源自最初的AT和后來(lái)的ATX形狀,嵌入式主板的常見(jiàn)格式是ATX(305 X244mmATX)、Flex-ATX(299x191mm)和Mini-ITX(170x170毫米)。

常見(jiàn)的是標(biāo)準(zhǔn)化的ATX電源連接器,以及安裝孔或安裝孔的兼容性。這也適用于以前流行的micro-atx形狀,但現(xiàn)在基本上被更小的flex-atx格式所取代。

盡管這一趨勢(shì)傾向于小型系統(tǒng),但人們明顯傾向于將Mini-ITX作為“標(biāo)準(zhǔn)”,但這兩種更大的格式仍然是有用的,尤其是在替換現(xiàn)有的舊系統(tǒng)時(shí):仍然有四個(gè)插槽可用于傳統(tǒng)內(nèi)存,而不是微型ITX主板上的兩個(gè)插槽。

此外,ATX(5至6)或Flex-ATX(2至3)PCIe甚至經(jīng)典并行PCI插槽的數(shù)量遠(yuǎn)高于Mini-ITX主板。充其量,它們?yōu)閱蝹€(gè)4通道的“大型”P(pán)CIe插槽(如果有的話(huà))提供空間。

然而,由于當(dāng)前集成圖形系統(tǒng)的強(qiáng)大功能,對(duì)這個(gè)插槽的需求--例如連接獨(dú)立顯卡--已經(jīng)大大減少。對(duì)于大多數(shù)其他要求,節(jié)省空間的X1和4 4 PCIe連接器就足夠了.它們適用于兩個(gè)較小的Pico-ITX板。

嵌入式主板對(duì)于許多類(lèi)型的工業(yè)計(jì)算應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是一種成本效益高的解決方案,并且可以依賴(lài)于X86技術(shù),在X86技術(shù)中沒(méi)有過(guò)于關(guān)鍵的通信接口需求。

然而,在惡劣的工業(yè)環(huán)境下,即使是高質(zhì)量的IT制造商標(biāo)準(zhǔn)主板解決方案也往往不適合,因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且缺乏健壯性。

另外,IT行業(yè)的典型業(yè)務(wù)模式不適合于機(jī)械工程系統(tǒng)集成商和制造商的和支持密集型業(yè)務(wù)。信息技術(shù)制造商往往缺乏對(duì)主板在惡劣環(huán)境的工業(yè)生產(chǎn)中所面臨的特殊要求的必要認(rèn)識(shí)。

在制造特定需求方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)的制造商可以顯著降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。豐富的經(jīng)驗(yàn)使產(chǎn)品從一開(kāi)始就能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求和挑戰(zhàn),大大提高了和支持的質(zhì)量,并提供了寶貴的優(yōu)勢(shì)。

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