在工業(yè)環(huán)境中使用嵌入式主板需要注意什么

在嚴酷的工業(yè)環(huán)境中，品牌制造商的高質(zhì)量主板能否可靠地用作專門設(shè)計的嵌入式主板？ 在這些應用程序中真正需要做什么？

由于其良好的性價比，32位和64位標準PC技術(shù)已經(jīng)在計算x86處理器密集型工業(yè)應用中使用了數(shù)十年。

計算機板（“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)應用的復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。即使是很小的錯誤和失敗也可導致大且昂貴的損壞。

因此，嚴格的質(zhì)量標準是前提。 此外，客戶要求延長生命周期管理并提供十年或更長時間的支持。

必須區(qū)分一般的高質(zhì)量標準和工業(yè)環(huán)境中惡劣和不斷變化的條件所帶來的特殊“嵌入式”挑戰(zhàn)。前者可以通過復雜的設(shè)計和生產(chǎn)過程以及使用高質(zhì)量的零部件來實現(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)境中永久使用。

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

盡管常規(guī)主板設(shè)計通過額外的措施，如涂料或清漆等更細的殼體相對容易的“升級”，但必須是不敏感的沖擊和在初始設(shè)計階段振動的保護措施。最后，支持的質(zhì)量不應該被授予操作的整個期間。

根據(jù)具體應用，嵌入式主板還需要特殊的功能，如擴展溫度范圍內(nèi)的安全操作、實時時鐘（rtc）、附加的串行接口/gpio和可選的遠程維護連接。通常需要其他安全功能，如可信平臺模塊（TPM）。

如果要在主板上或通過插卡實現(xiàn)特殊接口，則另一個要求是制造商的軟件和集成技術(shù)。

一般來說，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處理器的計算能力和能耗，另一方面是從小型ITX到ATX的尺寸。實際格式通常取決于電路板上所需擴展選項的類型和數(shù)量。

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

常見的是標準化的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。

盡管這一趨勢傾向于小型系統(tǒng)，但人們明顯傾向于將Mini-ITX作為“標準”，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：仍然有四個插槽可用于傳統(tǒng)內(nèi)存，而不是微型ITX主板上的兩個插槽。

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)量遠高于Mini-ITX主板。充其量，它們?yōu)閱蝹€4通道的“大型”PCIe插槽（如果有的話）提供空間。

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

嵌入式主板對于許多類型的工業(yè)計算應用程序來說是一種成本效益高的解決方案，并且可以依賴于X86技術(shù)，在X86技術(shù)中沒有過于關(guān)鍵的通信接口需求。

但是，在嚴酷的工業(yè)環(huán)境中，即使高質(zhì)量的IT制造商標準主板解決方案通常也不適用，因為它們的設(shè)計簡單且缺乏耐用性。

此外，IT行業(yè)的典型業(yè)務模型不適合機械工程系統(tǒng)集成商和制造商的咨詢和支持密集型業(yè)務。 信息技術(shù)制造商通常對主板在惡劣環(huán)境下的工業(yè)生產(chǎn)所面臨的特殊要求缺乏必要的了解。

在制造特定要求方面具有豐富經(jīng)驗的制造商可以大大降低項目風險。 豐富的經(jīng)驗使產(chǎn)品從一開始就可以滿足市場需求和挑戰(zhàn)，大大提高了咨詢和支持的質(zhì)量，并提供了寶貴的優(yōu)勢。
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