设计特性

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元器件：工业主板元器件一般不同于商业用料，需要考虑耐高温、抗潮湿等工业场合需求。

PCB设计：为了加强主板的EMC/EMI性能，增强主板的稳定性。工业主板采用6层及以上PCB线路板设计。

平台选项：工业主板一般采用低功耗芯片组，以便节约能耗，同时提高环境适应能力。

常见的平台从Intel Core[2]

，Nehalem到2012年主推的Sandybridge/Ivybridge，及ATOM凌动平台，AMD的LX系列（LX800)到Fusion等。

接口设计：工业主板由于使用场合特殊，因此设计接口会根据使用场合做定制或堆砌大量标准接口以适应各种接口。

常见接口有串口，USB，LAN，LPT等，为了适应环境，一般都带有防浪涌冲击，放静电等设计。

扩展接口有PC104家族，PCI-E家族，PCI家族等，配合工业母板，底板使用支持多个扩展。

同时带多种显示功能如VGA，LVDS，HDMI，DVI接口等。

生命周期：工业使用以稳定为前提，因此希望有长时间的稳定供货周期，以保证整体设备或系统的稳定。

保护功能：工业主板通过特殊设计，在遇到死机等异常情况，可以实现看门狗自动重新启动全力的保证系统在恶劣环境的高稳定性的要求

1．主板元器件的用料与设计：

商用主板：

商用主板由于其更新换代的速度比较快，且对产品的稳定性及使用环境的要求比较低，故此追求的是产品的时效性，以及本身产品的市场定位，对元器件选择要求上

一般只需满足系统运行2到3年的使用寿命即可（3年之后大部分已经更新换代了），元器件的用料上使用普通级别的就可以了。例如电容，商用主板都是大量使用

普通的电解电容，一是出于商用市场产品的使用考虑，二是为降低主板的成本考虑。

工控主板：

1）工控主板的元器件

工控主板选料会选用经过长时间，高要求验证元器件，用以保证产品在恶劣条件下高可靠性要求。例如工控主板的元器件需要适应宽温环境（-20℃~60℃），

如固态电容器，保证在恶劣环境下（寿命期内开机、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等）正常工作；主板元器件需要耐高温、抗潮湿等等。

2）工控主板的电容

工控主板采用的是高质量的贴片式的固态电容、钽、陶瓷电容，即使使用的电解电容，对其品质、性能及寿命要求也远高于商用产品，现在的工控主板都基本上采用

固态电容，特别中高端的工控主板。商用主板基本都是大量采用针脚式的大电解电容，因为大电解电容成本低、容值大一个可以顶多个贴片或坦电容。从性质来说，

电解电容稳定性不及钽电容、陶瓷电容高，寿命不及它们长，耐高温程度不及它们好。贴片式电容比针脚式电容更加稳定。从价格上，钽电容比普通的电解电容要

贵，且由于钽电容的电容量较小，使用在主板上时，需要使用更多数量的电容，单单钽电容的成本就是电解电容的几十倍，这也是导致工控主板比商用主板成本价格

高的原因之一。随着国产固态电容器厂家越来越多，固态电容器的价格的下降，现在的.次的商用主板都在使用固态电容器。

3）工控主板的PCB

商用主板采用的是4层PCB设计，一般的PCB线路板分有四层，最上和最下的两层是信号层，中间两层是接地层和电源层，将接地和电源层放在中间。工业主板采用的是6层以上PCB线路板设计，其设计是为了加强主板的抗电磁干扰、电磁兼容能力，增强主板的稳定性等等。

4）工控主板的寿命

     与商用主板2到3年使用寿命不同，大多数的工控主板寿命要求在3年以上，部分高品质的工控主板，使用寿命甚至达到5—7年。

2．CPU的差异

以往，商用主板的CPU与工控主板的CPU之间的差异不明显，导致有部分追求.利润的商家用商用主板的CPU充当工控主板CPU，赚取更多的利润。但是，在2009年Intel成立专门为工控领域服务的嵌入式部门，商用CPU与工控CPU的差异则越来越大。

1）CPU的功耗和制程

工控主板一般选用的是低功耗的CPU，以便适应工控行业恶劣的环境应用。在Atom

N270CPU之前，Intel并没有专门的嵌入式部门，只把工控领域作为普通的CPU应用行业。自2009年Intel正式成立嵌入式部门，意味着

Intel将商用CPU和工控CPU正式分开，而且Intel对嵌入式工控领域的发展也越来越重视，相继发布AtomN230、N270、N280等低功

耗CPU，以区分商用CPU和工控CPU。在今后，Intel将为工控行业应用研发更低功耗和制程，将南北桥部分功能整合在处理器上的CPU，以满足工控

行业的使用要求。

2）CPU的线路设计

    由于工控主板需要适应宽温、宽压的工业应用环境，工控主板对电压的适应范围比商用主板更宽，工控主板的电压范围一般在9—20V之间。对于CPU的线路布局和设计，要求更加精密。

3）抗电磁波干扰能力不同

    由于普通商用主板的市场定位和良好的使用环境，其产品一般只会做商用级的电磁兼容测试，抗电磁波干扰能力较低。

    工控主板由于其针对的是工业市场，对抗电磁波干扰能力要求较高，需要通过EMI、EMC等测试和认证。这需要从两个方面考虑，一是从主板的线路布局设计上考虑，二是从机箱选料和结构、电源、接地情况上进行考虑。