嵌入式主板簡析

基於32位和64位x86處理器的標準PC技術已經用於計算密集型工業應用數十年。計算機板可以安裝在所謂的工業PC中或直接安裝在相應的設備中。但由於許多工業應用的複雜性和設備之間的高度相互依賴性,因此必須確保最高的可用性和可靠性。即使很小的錯誤和故障也可能導致大而昂貴的損壞。因此,嚴格的質量標準是先決條件。此外,客戶要求延長生命週期管理,並提供長達十年或更長時間的支持。因此必須區分一般的高質量標準主板和工業環境中惡劣和變化條件下產生的特殊“嵌入式”挑戰的嵌入式主板。主板可以通過複雜的設計和生產過程以及高質量零件和組件的使用來實現。在惡劣的工業環境和其他地方的嵌入式系統都有自己的一套規則。嵌入式主板必須適合在關鍵環境中永久使用。在工業環境中使用的必不可少的是能夠在高達60°C的擴展溫度範圍內操作,並且具有高度的堅固性,這意味着對溼氣,灰塵,衝擊和振動不敏感。
雖然現有的主板設計可以通過諸如清漆和塗層或更精細的外殼等附加措施相對容易地“升級”,但是在初始設計階段必須建立對衝擊和振動不敏感的保護措施。最後,不應將整個運營期間的支持質量視爲理所當然。
根據具體應用,嵌入式主板還需要特殊功能,例如在擴展溫度範圍內安全操作,RTC(實時時鐘),附加串行接口/ GPIO以及可選的遠程維護連接。通常還需要其他安全功能,例如可信平臺模塊(TPM)。如果要在主板上或通過插件卡實現特殊接口,那麼製造商的軟件和集成技術是另一個要求。

嵌入式主板簡析

總的來說,今天的嵌入式主板具有廣泛的可擴展性。一方面是從英特爾凌動處理器到Xeon處理器的計算能力和能耗,另一方面是從Mini-ITX到ATX的尺寸。實際格式通常取決於電路板上所需的擴展選項的類型和數量。源自原始AT和後來的ATX外形,如今嵌入式主板的常用格式爲ATX(305 x244mm²),Flex-ATX(299x191mm²)和Mini-ITX(170 x 170 mm)。
通用的是標準化的ATX電源連接器,以及安裝或安裝孔的兼容性。這也適用於以前非常流行的微型ATX外形,但現在很大程度上被較小的Flex-ATX格式所取代。
儘管趨勢有利於較小的系統,因此明顯傾向於將Mini-ITX作爲“標準”,但這兩種較大的格式仍然有用,特別是在更換現有的舊系統時:仍然有四個可用於傳統內存的插槽而不是mini-ITX主板的兩個插槽。此外,與Mini-ITX主板相比,ATX(5至6)或Flex-ATX(2至3)的PCIe甚至經典並行PCI插槽的數量要高得多。充其量,它們爲單個4通道+“大”PCIe插槽提供了空間,如果有的話。然而,由於當前集成圖形系統的強大功能,對這種插槽的需求 - 例如,連接獨立顯卡 - 已經大大減少。對於大多數其他要求,節省空間的X1和X4 PCIe連接器就足夠了。它們適合2個較小的Pico-ITX板。
嵌入式主板是一種經濟高效的解決方案,適用於多種類型的工業計算應用,並且可以依賴於X86技術,而不需要過多的通信接口要求。然而,對於惡劣的工業環境,即使是IT製造商的高質量標準主板解決方案通常也不合適,因爲它們設計簡單且缺乏穩健性。此外,IT行業的典型商業模式不適合機械工程中的系統集成商和製造商的諮詢和支持密集型業務。對於工業生產惡劣環境中主板面臨的特殊要求,IT製造商往往缺乏必要的認識。
在製造業的特定需求方面具有豐富經驗的製造商可以大大降低項目風險。豐富的經驗使產品從一開始就能滿足市場需求和挑戰,極大地提高了諮詢和支持質量,提供了寶貴的優勢。

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