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公司動(dòng)態(tài)

研華工控機(jī)的架構(gòu)分析

閱讀：1445發(fā)布時(shí)間：2015-4-16

　　早期的工控機(jī)就是一個(gè)質(zhì)量更好的PC。但是隨著時(shí)間的推移，工控機(jī)架構(gòu)有了本質(zhì)上的變化，根據(jù)用戶使用環(huán)境的變化，演變成了現(xiàn)在流行的底板加插卡的架構(gòu)。這種架構(gòu)主要有如下的優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　維護(hù)時(shí)間減少：隨著工控機(jī)被大量用于工業(yè)現(xiàn)場，基于母板的系統(tǒng)是不靈活的，為了修復(fù)或更新系統(tǒng)需要更換整個(gè)母板。更換母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和電纜都拔掉。這就導(dǎo)致修復(fù)或更新時(shí)系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間增加，這在工控現(xiàn)場是不可接受的。
　　
　　因此工程師們想到另外一個(gè)方法，取消母板架構(gòu)，工業(yè)掃碼相機(jī)而把核心的CPU處理單元做在一張插卡上，其它的擴(kuò)展界面則做在底板上，底板是由一些連接器和無源器件組成的。這種結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)更新和修復(fù)簡單而且停機(jī)時(shí)間zui少。這種設(shè)計(jì)理念影響了整個(gè)工控機(jī)的發(fā)展。現(xiàn)在我們ECG事業(yè)群的PC104總線技術(shù)的嵌入式小板也和這種理念有異曲同工之妙。
　　
　　研華*款BP架構(gòu)的產(chǎn)品出現(xiàn)在1991年，早期由于沒有PCI總線，該款產(chǎn)品是基于ISA總線的。后來PCI總線技術(shù)成為PC技術(shù)的主流時(shí)，1994年，PICMG組織及時(shí)在無源底板結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入了PCI技術(shù)，制定了基于ISA/PCI技術(shù)的PICMG1.0標(biāo)準(zhǔn)。
　　
　　的擴(kuò)展性
　　
　　PICMG1.0標(biāo)準(zhǔn)除了上文所闡述的系統(tǒng)更新和修復(fù)時(shí)間短的主要優(yōu)點(diǎn)外，還存在另外一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：具有的擴(kuò)展性。
　　
　　工業(yè)現(xiàn)場使用工控機(jī)做控制核心，會(huì)接上多種擴(kuò)展卡，富士康工業(yè)平板電腦擴(kuò)展卡以早期的ISA卡、主流PCI卡為主，比如我們研華IAG部門的多種采集卡和測量卡。而視用戶需求，所使用的ISA、PCI槽也不同。舉例來說，某些傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床廠家，為保障其早期在ISA技術(shù)上的投資，會(huì)采用傳統(tǒng)的ISA控制卡為主。而一些從事視頻監(jiān)控的廠家，由于ISA帶寬根本無法滿足苛刻的視頻帶寬需要，必然要采用PCI視頻捕捉卡，但是也許會(huì)同時(shí)選擇幾個(gè)ISA界面的IO卡配合攝像頭云臺使用。因此用戶對ISA和PCI插槽的需求多種多樣。
　　
　　傳統(tǒng)的商用母板上PCI、ISA數(shù)量固定，早期主板由于面積所顯，一般僅提供3個(gè)PCI，3個(gè)ISA槽，后來ISA在民用市場面臨淘汰，因此諸多商用主板廠商基于成本考量，取消ISA槽，或僅提供一個(gè)ISA槽。因此對于工控用戶的多樣性，商規(guī)主板提供的槽數(shù)難免捉襟見肘。PICMG1.0無源底板標(biāo)準(zhǔn)zui高可提供20槽，所提供的ISA、PCI數(shù)量也可根據(jù)用戶需求隨意調(diào)整。的散熱特性此外采用PICMG1.0架構(gòu)也有助于整體系統(tǒng)的散熱，系統(tǒng)的風(fēng)流圖如下：
　　
　　4U上架機(jī)箱的散熱設(shè)計(jì)
　　
　　商用PC的散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)當(dāng)然，底板加插卡的物理架構(gòu)還有一些缺陷，例如，金手指處容易氧化，槽部位容易在振動(dòng)的情況下松動(dòng)，因此不太適應(yīng)那些具有腐蝕性和振動(dòng)性的環(huán)境下。對于這些情況，業(yè)界推出了基于PICMG2.0規(guī)范的CompactPCI技術(shù)，但由于價(jià)格、開發(fā)難度等因素，CompactPCI在一段時(shí)期內(nèi)較難進(jìn)入主流市場。因此研華針對這種情況推出的工業(yè)母板系列作為補(bǔ)充（后文會(huì)來探討工業(yè)母板的市場）。

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