嵌入式主機闆簡析

基于32位和64位x86處理器的标準PC技術已經用于計算密集型工業應用數十年。計算機闆可以安裝在所謂的工業PC中或直接安裝在相應的裝置中。但由于許多工業應用的複雜性和裝置之間的高度互相依賴性，是以必須確定最高的可用性和可靠性。即使很小的錯誤和故障也可能導緻大而昂貴的損壞。是以，嚴格的品質标準是先決條件。此外，客戶要求延長生命周期管理，并提供長達十年或更長時間的支援。是以必須區分一般的高品質标準主機闆和工業環境中惡劣和變化條件下産生的特殊“嵌入式”挑戰的嵌入式主機闆。主機闆可以通過複雜的設計和生産過程以及高品質零件群組件的使用來實作。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。嵌入式主機闆必須适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的擴充溫度範圍内操作，并且具有高度的堅固性，這意味着對濕氣，灰塵，沖擊和振動不敏感。

雖然現有的主機闆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“更新”，但是在初始設計階段必須建立對沖擊和振動不敏感的保護措施。最後，不應将整個營運期間的支援品質視為理所當然。

根據具體應用，嵌入式主機闆還需要特殊功能，例如在擴充溫度範圍内安全操作，RTC（實時時鐘），附加串行接口/ GPIO以及可選的遠端維護連接配接。通常還需要其他安全功能，例如可信平台子產品（TPM）。如果要在主機闆上或通過插件卡實作特殊接口，那麼制造商的軟體和內建技術是另一個要求。

總的來說，今天的嵌入式主機闆具有廣泛的可擴充性。一方面是從英特爾淩動處理器到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。實際格式通常取決于電路闆上所需的擴充選項的類型和數量。源自原始AT和後來的ATX外形，如今嵌入式主機闆的常用格式為ATX（305 x244mm²），Flex-ATX（299x191mm²）和Mini-ITX（170 x 170 mm）。

通用的是标準化的ATX電源連接配接器，以及安裝或安裝孔的相容性。這也适用于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。

盡管趨勢有利于較小的系統，是以明顯傾向于将Mini-ITX作為“标準”，但這兩種較大的格式仍然有用，特别是在更換現有的舊系統時：仍然有四個可用于傳統記憶體的插槽而不是mini-ITX主機闆的兩個插槽。此外，與Mini-ITX主機闆相比，ATX（5至6）或Flex-ATX（2至3）的PCIe甚至經典并行PCI插槽的數量要高得多。充其量，它們為單個4通道+“大”PCIe插槽提供了空間，如果有的話。然而，由于目前內建圖形系統的強大功能，對這種插槽的需求 - 例如，連接配接獨立顯示卡 - 已經大大減少。對于大多數其他要求，節省空間的X1和X4 PCIe連接配接器就足夠了。它們适合2個較小的Pico-ITX闆。

嵌入式主機闆是一種經濟高效的解決方案，适用于多種類型的工業計算應用，并且可以依賴于X86技術，而不需要過多的通信接口要求。然而，對于惡劣的工業環境，即使是IT制造商的高品質标準主機闆解決方案通常也不合适，因為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适合機械工程中的系統內建商和制造商的咨詢和支援密集型業務。對于工業生産惡劣環境中主機闆面臨的特殊要求，IT制造商往往缺乏必要的認識。

在制造業的特定需求方面具有豐富經驗的制造商可以大大降低項目風險。豐富的經驗使産品從一開始就能滿足市場需求和挑戰，極大地提高了咨詢和支援品質，提供了寶貴的優勢。