分類
嵌入式主板一般理解為嵌入在設(shè)備里面做控制、數(shù)據(jù)處理使用的CPU板,也就是設(shè)備的“大腦”。嵌入式到設(shè)備里面,當(dāng)然就會(huì)對(duì)主板的體積以及功耗(嵌入式主板的散熱問題)有比較嚴(yán)格的要求。所以一般來講嵌入式主板會(huì)具備 尺寸小、高集成度、低功耗等特性!嵌入式主板比較常見的一般有兩大類:基于X86的嵌入式主板基于RISC的ARM 嵌入式主板(由ARM公司授權(quán)生產(chǎn),每個(gè)芯片產(chǎn)家各有自己特殊的功能)。嵌入式的ARM板一般都是板載CPU,而基于x86 CPU的主板則不一定。
標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)有兩大體系,目前占主要地位的是所謂RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))處理器。RISC體系的陣營(yíng)非常廣泛,從ARM、MIPS、PowerPC、ARC、Tensilica等等,都是屬于RISC處理器的范疇。不過這些處理器雖然同樣是屬于RISC體系,但是在指令集設(shè)計(jì)與處理單元的結(jié)構(gòu)上都各有不同,因此彼此完全不能兼容,在特定平臺(tái)上所開發(fā)的軟件無(wú)法直接為另一硬件平臺(tái)所用,而必須經(jīng)過重新編譯。
其次是CISC(Complex Instruction Set Computer,復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))處理器體系,我們所熟知的Inb的X86 處理器就屬于CISC體系,CISC體系其實(shí)是非常低效率的體系,其指令集結(jié)構(gòu)上背負(fù)了太多包袱,貪大求全,導(dǎo)致芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度被極大的提升。過去被應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)的X86處理器,多為舊世代的產(chǎn)品,比如說,工業(yè)計(jì)算機(jī)中仍可常見數(shù)年前早已退出個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的Pentium3處理器。由于此世代的產(chǎn)品效能與功耗比可以說是過去X86體系的甜蜜點(diǎn),加上已經(jīng)被市場(chǎng)長(zhǎng)久驗(yàn)證,穩(wěn)定性高,故常被應(yīng)用于效能需求不高,但穩(wěn)定性要求高的應(yīng)用中,如工控設(shè)備等產(chǎn)品。
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ARM 嵌入式工業(yè)控制機(jī)
嵌入式一體化工業(yè)控制機(jī)是一套與工控工作臺(tái)集成在一起的單片機(jī)控制系統(tǒng)。?[1]?配備了合適尺寸的液晶顯示屏以顯示工作菜單,可接入標(biāo)準(zhǔn)鍵盤,顯示內(nèi)容包括文字、流水號(hào)、日期和圖形,可通過RS232串行口或USB接口與PC機(jī)和其它設(shè)備連接;CF卡接口可以接入8M-2G的CF卡。NAND Flash用作穩(wěn)定存儲(chǔ);有JTAG接口用于調(diào)試;另有三個(gè)面板按鍵(確認(rèn)鍵、下移鍵、返回鍵)以及一個(gè)急停鍵單獨(dú)控制操作;支持多國(guó)語(yǔ)言菜單等。由于采用較高性能的處理器及相關(guān)外圍硬件設(shè)備,該系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議更加可靠、合理、易于擴(kuò)展;人機(jī)交互操作更加友好、方便;系統(tǒng)集成度更高、體積更小。該系統(tǒng)既可作為嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立工作。也可作為從屬功能設(shè)備由PC機(jī)進(jìn)行控制,以完成更復(fù)雜的工作。該系統(tǒng)有三種工作模式:獨(dú)立工作模式、聯(lián)機(jī)工作模式和維護(hù)工作模式。
在機(jī)電一體化項(xiàng)目中,經(jīng)常會(huì)遇到工件需做往返運(yùn)動(dòng)或需精確定位等場(chǎng)合,這些項(xiàng)目采用步進(jìn)電機(jī)控制簡(jiǎn)單易行。因此內(nèi)含步進(jìn)電機(jī)的嵌入式一體化工業(yè)控制機(jī)應(yīng)用廣泛,可用作氣動(dòng)加工、激光加工、自動(dòng)焊接等設(shè)備的控制系統(tǒng)。例如能在各種金屬或非金屬物體上打出文字圖形的機(jī)電一體化設(shè)備-打標(biāo)機(jī),應(yīng)用該系統(tǒng)可較大幅度地提高打標(biāo)的速度和精度;又如激光加工機(jī)床,它通過控制激光束和工件之間的相對(duì)位置來切割、打孔和熱處理各種零器件,采用該系統(tǒng)能充分發(fā)揮ARM處理器的性能??商岣呔鹊耐瑫r(shí)降低生產(chǎn)成本,是新式機(jī)床設(shè)計(jì)和老式機(jī)床改造的一條有效途徑。
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X86主板
一般來講有以下幾種:
常見的3.5寸板、PC104板、MINI-ITX、PICO-ITX、NANO-ITX、ETX等都屬于嵌入式主板的板型。
通常在主板上面會(huì)帶有:VGA接口(有的嵌入式主板會(huì)帶DVI、HMD、LVDS/TTL等顯示接口,LVDS/TTL用來接LCD顯示屏;945芯片組以上的主板還可以支持異步雙顯)、USB接口(低端主板一般只能接存儲(chǔ)使用U盤,主要看系統(tǒng)里面有沒有帶USB設(shè)配的驅(qū)動(dòng))、鍵盤/鼠標(biāo),并口、串口(一般帶有多個(gè)串口,很多設(shè)備還都是通過串口做控制、通信的)IDE接口(高端主板一般帶有SATA接口)、網(wǎng)口、GPIO口等等,通常還會(huì)帶有一個(gè)功能擴(kuò)展接口如:PC104、PCI104、MINI-PCI等類似的擴(kuò)展接口,存儲(chǔ)擴(kuò)展接口如:CF卡接口(低端主板還會(huì)帶有DOC接口)。
3.5"嵌入式主板系列體積僅相當(dāng)于3寸硬盤大小。(有板載CPU的低端主板,也有非板載的;主板一般都是可以支持Windows系統(tǒng)的,所以性能一般來講比PC104主板要高,常見的PC104主板一般都是上DOS的;有的主板上面不僅貼CPU除此還會(huì)板載內(nèi)存,128/256的都有,確實(shí)是ALL-IN-ONE。)
?*3.5寸主板-YW- EMB1047
PC104主板(主板一般都會(huì)板載CPU、板載內(nèi)存條、板載電子盤)很常見,有兩種規(guī)格:X86 和ARM?;赬86的PC104主板很多產(chǎn)家再做,基本上都是低端上DOS系統(tǒng)的,不過也有例外,有產(chǎn)家可以上到PM1GHZ以上,當(dāng)然價(jià)格也超級(jí)貴了。PC104嵌入式主板跟其他主板一般,都是嵌入到設(shè)備里面做控制使用的,所以很多行業(yè)都可以使用。比如醫(yī)院里面使用的監(jiān)護(hù)儀、血液分析儀等等醫(yī)療設(shè)備,還有機(jī)車控制上面(株洲的一家大公司就是一個(gè)案例)。所以不僅僅用于軍工行業(yè)(軍工行業(yè)在中國(guó)國(guó)內(nèi)是沒有幾個(gè)產(chǎn)家能做的)。
MINI-ITX主板,由威盛創(chuàng)建規(guī)格,尺寸為17CM*17CM,集成度較高,成本低,多用于商業(yè)終端,如金融POS,KIOSK等。比較流行的是基于INTEL ATOM處理器的MINI主板,當(dāng)然很多是商用產(chǎn)家做的商用電腦板,價(jià)格非常的好,一般在500塊錢左右(1.6GHZ的主板 945芯片組,這里不多做介紹了。)
PICO-ITX主板,2007年,威盛發(fā)布了世界上最小的商務(wù)板型主板 EPIA® Pico-ITX,尺寸僅為10 cm x 7.2 cm。為使 x86 架構(gòu)應(yīng)用于此前由于空間原因無(wú)法實(shí)現(xiàn)的嵌入式系統(tǒng),威盛 EPIA® Pico-ITX 為其它標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式主板或x86系統(tǒng)模塊提供了一個(gè)創(chuàng)新的平臺(tái)選擇。 主板尺寸小,只保留最基本的PC功能,擴(kuò)展性不大,便攜式或移動(dòng)性較強(qiáng)設(shè)備!
NANO-ITX 威盛 Nano-ITX 是高集成原生 x86 嵌入式平臺(tái), 尺寸僅為 12 cm x 12 cm,比 Mini-ITX 板型還要小 50%。
ETX 即 Embedded Technology eXtended (嵌入式技術(shù)擴(kuò)展)的縮寫,是一種工業(yè)SOM(模塊系統(tǒng))應(yīng)用的新標(biāo)準(zhǔn),其外形尺寸為114mm x 95mm。ETX模塊包括兩個(gè)部分:一個(gè)是ETX CPU模塊,另一個(gè)是ETX自定義載板.
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