工控機(jī)工業(yè)平板電腦廠家剖析工控主板

時(shí)間：2015-06-17作者：廣州市微嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司瀏覽：95

   工控機(jī)工業(yè)平板電腦廠家剖析工控主板
工控主板：
1）工控主板的元器件
工控主板選料會(huì)選用經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，高要求驗(yàn)
證元器件，用以保證產(chǎn)品在惡劣條件下高可靠性要求。例如工控主板的元器件需要適應(yīng)寬溫環(huán)境（-20℃~60℃），如固態(tài)電容器，保證在惡劣環(huán)境下（壽命期
內(nèi)*開機(jī)、氣候惡劣、潮濕、振動(dòng)、多塵、輻射、高溫等等）正常工作；主板元器件需要耐高溫、抗潮濕等等。
2）工控主板的電容
工
控主板采用的是高質(zhì)量的貼片式的固態(tài)電容、鉭、陶瓷電容 
，即使使用的電解電容，對(duì)其品質(zhì)、性能及壽命要求也遠(yuǎn)**商用產(chǎn)品，現(xiàn)在的工控主板都基本上采用固態(tài)電容，特別中**的工控主板。商用主板基本都是大量采
用針腳式的大電解電容 
，因?yàn)榇箅娊怆娙莩杀镜?、容值大一個(gè)可以**多個(gè)貼片或坦電容。從性質(zhì)來(lái)說(shuō)，電解電容穩(wěn)定性不及鉭電容、陶瓷電容高，壽命不及它們長(zhǎng)，耐高溫程度不及它們
好。貼片式電容比針腳式電容較加穩(wěn)定。從價(jià)格上，鉭電容比普通的電解電容要貴，且由于鉭電容的電容量較小，使用在主板上時(shí)，需要使用更多數(shù)量的電容，單單
鉭電容的成本就是電解電容的幾十倍，這也是導(dǎo)致工控主板比商用主板成本價(jià)格高的原因之一。 
隨著國(guó)產(chǎn)固態(tài)電容器廠家越來(lái)越多，固態(tài)電容器的價(jià)格的下降，現(xiàn)在的高檔次的商用主板都在使用固態(tài)電容器。
3）工控主板的PCB
  工業(yè)主板采用的是6層以上PCB線路板設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)是為了加強(qiáng)主板的抗電磁干擾、電磁兼容能力，增強(qiáng)主板的穩(wěn)定性等等。
4）工控主板的壽命
工控主板，使用壽命甚至達(dá)到5—7年。
2．CPU的差異：
以往，商用主板的CPU與工控主板的CPU之間的差異不明顯，導(dǎo)致有部分較求較大利潤(rùn)的商家用商用主板的CPU充當(dāng)工控主板CPU，賺取更多的利潤(rùn)。但是，在2009年Intel成立專門為工控領(lǐng)域服務(wù)的嵌入式部門，商用CPU與工控CPU的差異則越來(lái)越大。
1）CPU的功耗和制程
工控主板一般選用的是低功耗的CPU，以便適應(yīng)工控行業(yè)惡劣的環(huán)境應(yīng)用。在Atom N270 
CPU之前，Intel并沒(méi)有專門的嵌入式部門，只把工控領(lǐng)域作為普通的CPU應(yīng)用行業(yè)。自2009年Intel正式成立嵌入式部門，意味著Intel將
商用CPU和工控CPU正式分開，而且Intel對(duì)嵌入式工控領(lǐng)域的發(fā)展也越來(lái)越重視，相繼發(fā)布Atom 
N230、N270、N280等低功耗CPU，以區(qū)分商用CPU和工控CPU。在今后，Intel將為工控行業(yè)應(yīng)用研發(fā)較低功耗和制程，將南北橋部分功能
整合在處理器上的CPU，以滿足工控行業(yè)的使用要求。
2）CPU的線路設(shè)計(jì)
由于工控主板需要適應(yīng)寬溫、寬壓的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，工控主板對(duì)電壓的適應(yīng)范圍比商用主板較寬，工控主板的電壓范圍一般在9—20V之間。對(duì)于CPU的線路布局和設(shè)計(jì)，要求較加精密。
3）抗電磁波干擾能力不同
工控主板由于其針對(duì)的是工業(yè)市場(chǎng)，對(duì)抗電磁波干擾能力要求較高，需要通過(guò)EMI、EMC等測(cè)試和認(rèn)證。這需要從兩個(gè)方面考慮，一是從主板的線路布局設(shè)計(jì)上考慮，二是從機(jī)箱選料和結(jié)構(gòu)、電源、接地情況上進(jìn)行考慮。
3．排產(chǎn)流程與檢測(cè)流程
工控主板很多時(shí)候是根據(jù)某種應(yīng)用開發(fā)出來(lái)的，可能只適應(yīng)某種應(yīng)用，所以它的使用量是很有限的，而商用主板是面對(duì)全民的，所以它一次性的投產(chǎn)可以非常大。由于產(chǎn)量的原因，工業(yè)主板會(huì)比商用主板的排產(chǎn)費(fèi)用分?jǐn)偢叱龊芏?。這也是造成工業(yè)主板與商用主板成本差異的一個(gè)方面。
一些大廠家對(duì)商用主板的測(cè)試是通過(guò)T3三道測(cè)試工序：ICT、FUNTION、MANU。絕大多數(shù)的廠家對(duì)商用主板只通過(guò)T1一道測(cè)試工序：ICT。甚
至一些廠家為了節(jié)省成本連T1都沒(méi)有做，就直接將主板做銷售，將T級(jí)測(cè)試放到了用戶的身上，所以這類型的主板返修率特高（通常這些小廠的產(chǎn)品的服務(wù)態(tài)度非
常好，有壞即換，給用戶很大的錯(cuò)覺(jué)）。
ICT 就是線路測(cè)試，是否有開路，短路，這個(gè)時(shí)候不加任何外設(shè)（CPU, 
DIMM(內(nèi)存)等治具），目的就是避免到后面funtion的時(shí)候燒壞治具。FUNTION 
主要就是功能測(cè)試，會(huì)加上CPU,DIMM,等等外設(shè)，做一次開機(jī)測(cè)試，這里會(huì)發(fā)現(xiàn)所有的問(wèn)題，基本funtion通過(guò)就OK了。 MANU 
就是實(shí)測(cè)了，所有的外設(shè)全部接上，開機(jī)測(cè)試，檢測(cè)兼容性等等。
工控主板出產(chǎn)前是要嚴(yán)格通過(guò)多道測(cè)試工序一般T5~T7，除ICT、FUNTION、MANU外還要做的測(cè)試，如溫度、振動(dòng)、*性等測(cè)試，確保每片主板的質(zhì)量。
4．尺寸規(guī)格：
工控主板為了適應(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境，采用集成度高，體積小，多種尺寸規(guī)格的主板，包括3寸板、5寸板、ATX、Micro-ATX、LPX、半長(zhǎng)卡、全長(zhǎng)卡
等各種規(guī)格。這里有一點(diǎn)需要注意，由于工控主板價(jià)格較高，部分商家用商用主板的材料做成工控主板的規(guī)格，以賺取較大的利潤(rùn)空間。
5．接口的支持：
工控主板，由于其設(shè)計(jì)用料的工業(yè)性，除支持PCI插槽外，同時(shí)可以支持Mini PCI-E、PC 104+ 
、COM口等接口，內(nèi)嵌GPIO總線，可以實(shí)現(xiàn)GPI，GPO功能，而且工業(yè)半長(zhǎng)卡、全場(chǎng)卡能與底板配合較具擴(kuò)展性支持多個(gè)ISA、PCI、
MINIPCI擴(kuò)展。
當(dāng)然3寸、5寸等嵌入式的主板是屬于定制類的規(guī)格，其擴(kuò)展性就不會(huì)考慮太多。
6.使用環(huán)境：
工控主板常在惡劣環(huán)境下工作（壽命期內(nèi)*開機(jī)、氣候惡劣、潮濕、振動(dòng)、多塵、輻射、高溫等等），而這些環(huán)境下是商用主板無(wú)法勝任，當(dāng)今商業(yè)主板大部分只能運(yùn)行在安定的環(huán)境下（工作時(shí)間短、室內(nèi)、常溫等等）。
7．工作溫度與散熱方式： 
工控主板可以在-20℃~60℃之間的環(huán)境中穩(wěn)定、無(wú)故障的工作，甚至某些工業(yè)主板采用特殊的寬溫設(shè)計(jì)，溫度范圍可達(dá)-20度~70度。這對(duì)機(jī)構(gòu)的散熱
方案，散熱效率都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在工控主板機(jī)構(gòu)的散熱設(shè)計(jì)上，必須使用的特殊散熱設(shè)計(jì)，甚至還采用全鋁制的機(jī)構(gòu)外殼，而且對(duì)CPU、南北橋和硬盤等發(fā)
熱大戶，進(jìn)行特殊處理，保證工控主板和整機(jī)的正常運(yùn)行。
很多工控機(jī)由于在惡劣的應(yīng)用環(huán)境下（例如潮濕、振動(dòng)、多塵、輻射、高溫等等應(yīng)用環(huán)境）
使用，空氣中的塵埃和鹽分，都會(huì)對(duì)主板造成腐蝕，影響主板的正常使用，因此很多工控機(jī)有必要采用無(wú)風(fēng)扇的機(jī)箱結(jié)構(gòu)，防止惡劣環(huán)境對(duì)系統(tǒng)造成傷害。但是全密
封無(wú)風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嵩吹幕ハ喔蓴_，對(duì)主板的性能和穩(wěn)定性的要求比較高，對(duì)機(jī)構(gòu)的散熱方式和散熱效能的要求很高，務(wù)必要將積熱有效散發(fā)出去。
8．管理性：工控主板除了可以提供類似的遠(yuǎn)程連接管理外，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程**的自動(dòng)開關(guān)機(jī)功能。通過(guò)內(nèi)嵌的IPMB，SMNP-1000模塊，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息的管理、記錄、發(fā)送功能。
9．客制化：在工控領(lǐng)域，很多工控主板可以靈活的滿足一些客戶后續(xù)的特殊需求而實(shí)現(xiàn)用戶的定制化，較好、較**配合客戶的使用需求環(huán)境。
10．存儲(chǔ)界面：工控主板可以提供IDE、SATA、CF卡等多樣化的存儲(chǔ)界面。
11．保護(hù)功能：工控主板通過(guò)特殊設(shè)計(jì)，在遇到死機(jī)等異常情況，可以實(shí)現(xiàn)看門狗自動(dòng)重新啟動(dòng)、防浪涌沖擊等功能，全力的保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的高穩(wěn)定性的要求。
12. 市場(chǎng)規(guī)模：工控主板以客制化產(chǎn)品為主、產(chǎn)量以及市場(chǎng)規(guī)模比較小、轉(zhuǎn)換成其他品牌的主板成本較高，因此選用工控主板的用戶，一般情況下不會(huì)輕易轉(zhuǎn)換其他品牌。


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