从以上种种可以清晰了解到,工控主板从设计,用料,生产,制造都是经过严格的筛选和测试,保证工控用户正常、高可靠性的使用。同时也应该了解为什么工业主板会比商用主板贵。
虽然工业主板贵,但其稳定、低功耗的特点使用户在使用过程中能极大降低其使用及维护成本,现在越来越多的用户已经意识到工控主板的优势,在一些对使用环境
及稳定性要求比较高的场合,很多以前使用商用主板的客户也开始改用工业主板了,因为对于一些工程项目来说,采用工业主板后,减少了后期的人工维护成本和使
用成本,而且提高了系统的稳定性。
工控主板的应用面越来越广,也证明了用户对主板品质要求的提高,但也不能盲目的一味要求品质,在应用的时候需要明确需求,什么场合什么环境应用什么主板。总之一句话:适用的才是好的!
设计特性
编辑
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。
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。