嵌入式工控機(jī)技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)。
        各種總線的嵌入式工控機(jī)向高性能、高可靠方向發(fā)展
　 　1、加固性ISA/PCI總線工控機(jī)仍然占有一定的市場(chǎng)份額
　 　現(xiàn)在工業(yè)控制機(jī)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，過去專用的封閉式的架構(gòu)迅速被PC技術(shù)的開放式架構(gòu)所取代，其中重要的原因之一就是軟件的兼容性。工業(yè)控制機(jī)用戶過去和現(xiàn)在都希望使用與所熟悉的桌面PC機(jī)相同的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具，這就導(dǎo)致了開放式桌面PC在工業(yè)環(huán)境中的直接應(yīng)用。然而，桌面PC機(jī)技術(shù)是面向每年2000億美元的商用機(jī)市場(chǎng)的，而不是相對(duì)比較小的工業(yè)計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的，它不具備工業(yè)性能：抗強(qiáng)震動(dòng)、沖擊、高溫、潮濕和具有快速修復(fù)能力。由桌面PC技術(shù)衍生的ISA總線加固型計(jì)算機(jī)在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
　　1992年6月，Intel公司開發(fā)了快 速的開放式PCI總線規(guī)范，作為局部和低層次的內(nèi)部處理器總線。在兩年之內(nèi)幾乎每個(gè)處理器制造商都將PCI作為計(jì)算機(jī)內(nèi)部芯片互連總線，而且自然地發(fā)展 成了板互連總線。1995年6月PCISIG正式公布了PCI局部總線規(guī)范2.1版，同時(shí)PICMG推出了個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCI/ISA無源背板總線標(biāo)準(zhǔn)， 這樣，加固性PCI/ISA總線工控機(jī)問世了。目前，PCI/ISA工控機(jī)主要制造商有：TexasMicrosystems、 TeknorIndustrialComputers、IndustrialComputerSource、TrentonTerminals、I- Bus以及臺(tái)灣的衍揚(yáng)（AAEON）、研華（ADVANTEC）、磐儀（Arbor）、大眾、北京康拓等公司。
　　雖然加固型工控機(jī)對(duì)基于 大母板的桌面機(jī)進(jìn)行了工業(yè)化改造，但其背板技術(shù)仍然存在許多缺點(diǎn)：不良的熱設(shè)計(jì)、不良的連接方式、不標(biāo)準(zhǔn)的模板尺寸和有限的PCI插槽數(shù)（大4個(gè)）等。 雖然可維護(hù)性和可靠性得到了改進(jìn)，但仍然不能滿足工業(yè)控制要求。目前PCI/ISA工控機(jī)主要做控制系統(tǒng)的檢測(cè)和管理機(jī)使用。
　　 2、CompactPCI總線工控機(jī)仍然是工控機(jī)中的貴族產(chǎn)品
　　基于Wintel架構(gòu)的CPCI總線工控機(jī)，是為高可靠性應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，其低價(jià)位、高可靠、熱插拔、熱切換、多處理器能力等特點(diǎn)在設(shè)計(jì)之初就引起了可靠性要求較高的電信和工業(yè)自動(dòng)化工 業(yè)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。在電信和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PCI/ISA工控機(jī)由于可靠性低和可維護(hù)性差等原因，應(yīng)用的數(shù)量很小，市場(chǎng)急需滿足應(yīng)用要求的新產(chǎn)品問世。 由于CPCI總線工控機(jī)良好地解決了可靠性和可維護(hù)性問題，加上工控機(jī)設(shè)計(jì)者一般都掌握基于PC的嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，而且基于Microsoft的軟 件和開發(fā)工具的價(jià)位比較低，所以，CPCI工控機(jī)得以迅速打入嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)。但相對(duì)于PCI/ISA加固型工控機(jī)而言，由于總體成本高、技術(shù)開發(fā)難度 大、模板配套性差、電磁兼容性設(shè)計(jì)要求高等因素，CPCI工控機(jī)在工業(yè)過程控制領(lǐng)域并未得到實(shí)際應(yīng)用。相反，電信行業(yè)要求制造商提供開放式架構(gòu)和快速投放市場(chǎng)產(chǎn)品，而產(chǎn)品快速投放市場(chǎng)的能力主要取決于軟件而不是硬件。在這方面， 由于CPCI工控機(jī)采用PC技術(shù)，具有豐富而廉價(jià)的軟件資源，其操作系統(tǒng)WINDOWSNT又是IPAIN的理想開發(fā)平臺(tái)，加上熱插拔和熱切換能力，恰好 與電信要求相一致，因此被廣泛應(yīng)用。
　　由于CPCI總線工控機(jī)只有象Motorola、SunMicrosystems、 ForceComputers和Ziatech這樣的大公司支持，而且，不同公司的無源背板定義并不完全統(tǒng)一導(dǎo)致不能互操作，其規(guī)模和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力也受到 限制，價(jià)位還偏高，其市場(chǎng)占有率還不大，目前仍然處于貴族產(chǎn)品階段，需要進(jìn)一步進(jìn)行大眾化開發(fā)。
　　CPCI技術(shù)將進(jìn)一步融合USB和 1394技術(shù)，并通過PCI-USB和PCI-1394的bridge進(jìn)行轉(zhuǎn)換。Intel和Microsoft公司認(rèn)為：通過插卡的方式增強(qiáng)PC功能的 時(shí)代就要結(jié)束了。未來的PC機(jī)將從并行插卡式總線轉(zhuǎn)移到串行接口總線，達(dá)到互連和擴(kuò)展外設(shè)的目的。USB和IEEE-1394就是兩種低成本的串行接口總 線，僅需要幾根連接電纜，可以嵌入到CPU內(nèi)部運(yùn)行。USB和1394是今天的技術(shù)，由自動(dòng)配置軟件（WindowsNTv5.0）和熱插拔硬件支持。作 為串行總線，USB和1394的傳輸速率可達(dá)到Gbits/sec的數(shù)量。
　　通過增加觸發(fā)信號(hào)、局部總線和系統(tǒng)同步時(shí)鐘等措 施，CPCI擴(kuò)展為高性能的儀表總線PXI（CompactPCIeXtensionsforInstrumentation）。PXI總線工控機(jī)是一種 儀表計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有CPCI總線的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，定義的軟件和硬件規(guī)范又實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品完全互操作。
　　 3、PC/104總線工控機(jī)通過PC/104-Plus向高性能方向發(fā)展
　 　在80年代末，AmproComputers發(fā)明了PC/104總線。1992年3月PC/104總線聯(lián)合會(huì)發(fā)布了PC/104規(guī)范1.0版,幾經(jīng)修 改，于1996年6月公布了PC/104規(guī)范3.2版。PC/104總線采用自層迭互連方式和3.6inx3.8in的小板結(jié)構(gòu)，拋棄了PC機(jī)的大母板， 使其更適合在尺寸和空間受到限制的嵌入式環(huán)境中使用，如消費(fèi)類電子產(chǎn)品：洗衣機(jī)、烘干機(jī)、洗碗機(jī)、收款機(jī)等。近來，由于緊湊加固性設(shè)計(jì)的PC/104工控 機(jī)在加固產(chǎn)品中開始采用，如火箭、導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)等。
　　雖然PC/104總線工控機(jī)的功耗低，但其驅(qū)動(dòng)能力差（4mA），其擴(kuò)展能力和維護(hù)性也受到限制，使其在工業(yè)過程控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍受到局限。
　　 4、STD總線工控機(jī)采用單片PC技術(shù)升ALL-IN-ONECPU板
　 　STD總線在1978年早由Pro-Log公司作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)明的，由STDGM制定為STD-80規(guī)范，隨后被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEE961。 STD-80/MPX作為STD-80追加標(biāo)準(zhǔn)，支持多主系統(tǒng)。STD總線工控機(jī)是工業(yè)型計(jì)算機(jī)，STD總線的16位總線性能 滿足嵌入式和實(shí)時(shí)性應(yīng)用要求，特別是它的小板尺寸、垂直放置無源背板的直插式結(jié)構(gòu)、豐富的工業(yè)I/OOEM模板、低成本、低功耗、擴(kuò)展的溫度范圍、可靠性 和良好的可維護(hù)性設(shè)計(jì)，使其在空間和功耗受到嚴(yán)格限制的、可靠性要求較高的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　 5、STD32總線工控機(jī)技術(shù)更好地發(fā)揮了32位計(jì)算機(jī)的性能
　 　自從1978年STD總線問世以來，STD總線工控機(jī)已經(jīng)被證明是工業(yè)控制實(shí)現(xiàn)的主力軍。隨著技術(shù)的進(jìn)步，原來被工業(yè)用戶所認(rèn)同STD-80標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難 以滿足要求。1990年9月，STD32MG公布STD32規(guī)范1.0版。STD32具有32位數(shù)據(jù)寬度，32位尋址能力，是工業(yè)型的高端計(jì)算機(jī)。 STD32總線兼容STD-80規(guī)范，產(chǎn)品可以互操作。
　　眾所周知，總線的力量不在于其理論上多么先進(jìn)，而在于為這種總線研制的OEM模 板的數(shù)量和種類的豐富程度。STD32總線工控機(jī)由眾多的OEM制造商支持，既可以采用已經(jīng)投放市場(chǎng)的豐富的STD總線I/O模板，也可以采用由 STD32產(chǎn)品制造商不斷推向市場(chǎng)的STD32總線I/O模板，以及其它與PC兼容的資源，組成工業(yè)控制系統(tǒng)。STD32總線支持熱切換和多主系統(tǒng)，滿足 工業(yè)控制冗余設(shè)計(jì)要求。
　　STD32總線在保留簡(jiǎn)單控制總線特點(diǎn)的同時(shí)，采用了今天的先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)OEM產(chǎn)品，如80486和 Pentium系列處理器技術(shù)。Ziatech公司的ZT8902486DX4-100M單板計(jì)算機(jī)（SBC）；ZT8908SBC，采用Pentium 系列和AMD-K6處理器。VersaLogic公司的VL-568-1SBC，采用AMD5x86-133M處理器，帶有PC/104-Plus擴(kuò)展總 線，允許PC/104或PC/104-Plus模板直接插在板上運(yùn)行，如高速顯示卡等。STD32工控機(jī)還可以直接和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口，如SST（Waterloo，Canada）公司的板卡支持Profibus、DeviceNet、ControlNet接口，以及RockwellAutomation（A-B）、Seimens和Modicon等公司產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)接口。
　 　6、AT96總線技術(shù)承前啟后，將開創(chuàng)工控機(jī)應(yīng)用的新時(shí)代
　 　為了將ISA總線PC機(jī)應(yīng)用在惡劣的工業(yè)環(huán)境中，1994年由德國(guó)SIEMENS公司發(fā)起制定了AT96總線歐洲卡標(biāo)準(zhǔn)，并在歐洲得 到了推廣應(yīng)用。AT96總線=ISA總線電氣規(guī)范+96芯針孔連接器+歐洲卡規(guī)范。 AT96總線工控機(jī)消除了模板之間的邊緣金手指連接，具有抗強(qiáng)震動(dòng)和沖擊能力；其16位數(shù)據(jù)總線、24位尋址能力、高可靠性和良好的可維護(hù)性，更適合在惡劣工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。
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