| 来源于微信公众号：运控伺服 概括地讲，嵌入式工业PC设计主要有两种体系结构，即封闭式和开放式体系结构。封闭式体系结构的产品不依赖于某种总线标准，为某种特定任务而专门设计，专用性较强，一般称这种产品的嵌入方式为芯片级嵌入。开放式体系结构的设计立足于某种公开了的工业总线标准。依靠这种开放和标准，众多计算机厂商设计出各具特色、种类繁多、可供用户灵活选择的模板级产品，如CPU板、系统支持板、人机接口板、信号调理板、模拟量I/O板和数字量 I/O板等。因为有了标准，所以不同的用户可以根据任务的实际情况选择一定数量的功能模板，以最快的速度组合成相应的应用系统，从而大大缩短了开发周期，减小了开发费用。由于总线标准，使产品的升级和维护变得简单、方便。这种嵌入方式称为板级嵌入，嵌入式工业系统采用最多的就是这种嵌入方式。  除开放和标准以外，工业控制计算机不仅需要像平台PC机一样的速度和性能（如成熟的操作员界面、复杂的控制算法和最快的处理器），而且要求具有以下特性： •坚固性。工业控制机必须工作在高温、高尘环境，并能承受强烈冲击和震动，因此需要供电电源稳定可靠、制冷性能良好和插卡的固定能力。 •可靠性。MTBF（两次故障之间的平均时间）指数大于1万小时，这要靠保守的电路和散热设计、固态非转动的盘驱动器和仔细的电缆连接来保证。  •低的MTTR（平均故障修复时间）指数。由于工业控制机普遍采用去掉有源电路的无源后背板或主板，功能分散到其它插板上，因此插板一旦出现故障，可以很快完成更换。 •模块化。控制设备的工控机需要两个以上的串口和一个以上的并口、模拟和数字I/ O、运动控制、PLC互连能力、显示等等。一般工控机要有12个或更多的总线插槽用于I/O扩展。  •标准化。凡是成功的计算机平台都基于某种标准，所有的工业用户正逐渐从专用结构转移到基于标准的架构，因为标准架构的产品容易从多个不同的供应商那里得到。 •实时性。工控机要具有时间和事件驱动能力，能对生产过程工况变化实时地进行监测和控制，当过程参数偏离设定值甚至出现故障时，能迅速做出相应的处理。 •前面板I/O。工业用户喜欢像PLC产品那样简便的前面板端子连接方式。一般平台计算机用电缆从后面跟外部连接，这在桌面上看起来还好，但大多数工业用户的要求却相反。  一个成功的嵌入式工业PC模板硬件设计还应考虑以下方面： •兼容性。嵌入式工业PC模板设计要做到和PC、MS-DOS完全兼容，充分利用商用PC所积累的软、硬件资源。  •克服总线数据宽度和速度瓶颈，产品升级。标准工业总线一方面使系统开放，另一方面也阻碍了处理器性能的发挥。为此，一种办法是采用高性能总线，但这无疑会大幅度增加设计费用和产品成本。比较好的办法是采用All in one和I/O总线设计方案，既可提高性能又可保持向下兼容。专家认为，一般工业过程为慢过程，对I/O的访问速度要求并不高，8/ 16位数据宽度、8MHz的频率足够了。但随着数据采集量增加，控制策略和控制算法更加优化和复杂，对计算机的处理能力、存储器访问速度和实时响应能力的要求越来越高、越来越严格。所以，将局部高速总线和慢速系统总线相结合设计，即把对速度要求高的CPU、存储器、看家狗、硬盘和需要高速访问的I/O接口等做在一块All in one模板上，把相对慢速的I/ O部分放在总线上，是一种合理、现实的方案。  •采用基于Flash存储器的新型存储器子系统。伴随着PC机架构渗透到嵌入式应用领域 ，一种与传统存储器子系统完全不同的新型存储器系统结构正在产生。新型存储器子系统以 Flash存储器为核心，配有少量RAM（SRAM或DRAM），突破了传统的磁盘（软、硬盘）、ROM和大量 RAM三级存储器结构，具有系统小、功耗低、重量轻、坚固和可靠性高等特点，更能满足各种苛刻的嵌入式应用要求。Flash存储器以其高密度、高速度、不挥发、电可改写和高可靠等优点，为实现工业控制系统软件全固化运行的理想提供了保障。  •系统故障监测和自动恢复。如今，看家狗电路已成为嵌入式工业PC设计不可缺少的一部分。它能在系统出现故障时迅速报警，并在无人干预的情况下，使系统自动恢复运行。  •采用PC兼容的、高集成度的嵌入式微处理器。过去，嵌入式设计往往采用NEC公司的 V系列处理器和80C186E系列作CPU。随着高性能、高集成度、低电压工作和带有电源管理单元的嵌入式微处理器的推出（如Intel的386EX、AMD的Am386EM和即将推出的奔腾级P55C、P 54C多媒体芯片等），给设计人员提供了更大的发挥空间。 -----------------------------------------------------------------  珠海运控电机有限公司专业生产自主研发的运动控制类电动机及其驱动控制系统，为工业自动化控制系统提供优质的执行部件。 运控电机官网：http://www.motion-con.com 关注方法：①点击文章右上方的或分享图标→查看官方账号→关注 ②添加朋友→搜号→MOTION-CONTROL-SERVO→关注 ③添加朋友→查找公众号→输入：“运控伺服”或MOTION-CONTROL-SERVO→关注 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 我们尊重原创，也注重分享，文章来源于微信公众号：运控伺服，建议关注公众号查看原文。如若侵权请联系qter@qter.org。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
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