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MI/O能否取代PC/104?
編輯:寒青 [ 2012-6-19 17:34:40 ] 文章來源:數(shù)字標牌網(wǎng)
嵌入式主板

PC/104  已經(jīng)過時了嗎?

  當今,PC/104嵌入式解決方案廣泛應用于商業(yè)、工業(yè)、航空以及軍用領域并得到了大家一致的認可。“堆疊式PC”已經(jīng)被證明是一種能夠廣泛應用于各種場合的、堅固的、可靠的、高性價比的嵌入式系統(tǒng)解決方案。通過堆棧式的擴展,PC/104可以靈活的配置擴展功能模塊,滿足開發(fā)者更多的使用需求。但隨著科技發(fā)展日新月異,不少設計者發(fā)現(xiàn)PC/104的ISA以及PCI的總線的帶寬限制,讓諸多系統(tǒng)設計捉襟見肘。PC/104的未來將如何發(fā)展?是否有更具生命力的嵌入式解決方案呢?

 

  研華科技作為工控界的領導廠商,將如何應對這個問題呢?

 

  研華工程師們針對PC/104擴展的局限性問題,并對嵌入式市場進行長期調,結合了COM核心模塊擴展靈活的特點,創(chuàng)新性的提出了MI/O Extension嵌入式解決方案。

 

  類似PC/104, 都是堆疊式的擴展, 但MIOe 的擴展性與靈活性則大大的提高了。以往PC/104 無法支持的擴展,在MIOe上,都可以輕易做到。

 

 

  專家觀點:

PC/104線擴展方式,將來至少有50%被MIOe擴展方式替代

 

1.MIOe的擴展性是PC/104總線無法比擬的.

  隨著技術以及市場發(fā)展的需求變更,PC/104出現(xiàn)了局限性的問題。比如說,傳統(tǒng)嵌入式設備仍需使用ISA或PCI的擴展方式來搭配PC/104的I/O模塊,但主流新平臺芯片組的發(fā)展規(guī)格漸漸對ISA甚至PCI總線的支持將有所限制,對項目未來的使用帶來諸多不便!

 

  MI/O Extension 單板電腦的設計特點之一是具有一個標準定義的高速擴展連接器 --- MIOe,在其中整合了多種不同的擴展總線信號。這些信號是結合研華多年來嵌入式設計經(jīng)驗,最大化整合客戶對擴展接口的需求。另外一方面也考慮各芯片組廠商對未來規(guī)劃及業(yè)界技術的趨勢,包含有Display Port, 4路PCIe x 1, LPC, SMBus, USB, Audio Line out及Power。通過這些接口,可靈活搭配不同功能的IC芯片,靈活擴展出各式不同的I/O功能。而且,擴展模塊不需進行單獨的電源設計,電源可直接由MI/O主板的擴展接口引出。對設計者來講,僅為I/O考慮的模塊化設計,不需進行復雜的電源電路設計,可以很大程度的減少設計復雜性,并減少擴展板線路開發(fā)時間及成本,增強產(chǎn)品的市場競爭力。研華也可以提供各式不同功能種類的標準I/O擴展模塊供設計者配合MI/O主板直接使用。

 

2. MIOe 連接器,比PC/104連接器的彈性大,高度有5mm~25mm 等多種高度可選,客戶可以根據(jù)項目設備的需求選擇合適高度的連接器。

3.MIOe可以讓客戶更專注于自身技術領域的開發(fā)

  MI/O Extension全新的架構,可將客戶端資源集中在I/O模塊設計及自行AP開發(fā)的階段,不用再身陷整合復雜系統(tǒng)的種種問題中,并可保有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,將整體人力及成本有效化運用最大化!

 

  研華各事業(yè)群的多個產(chǎn)品線中均已導入MI/O Extension嵌入式主板,作為各式各樣不同應用領域系統(tǒng)內的核心主板,包含有嵌入式無風扇整機、HMI、Panel PC、digital Signage數(shù)字廣告牌、ODM等等,MI/O Extension單板計算機已然成為研華集團內的標準!

 

  研華MI/O Extension嵌入式主板不單單為客戶提供主板,也為客戶提供開發(fā)驗證底板、標準擴展模塊以及整機快速整合組件,并結合研華專屬的iManager智能控制及云端控制服務等,帶給客戶最適合系統(tǒng)整合的單板計算機及整合型服務,為客戶帶來更多的新價值!

 

2.5 寸 MIO-Ultra超小尺寸主板,定會占據(jù)掉至少30%PC/104主板市場, 將來有可能會高達70%

 

 

  1. 2.5 MIO-Ultra超小尺寸主板與PC/104主板比較, 體積更小,擴展更靈活

 

 

最大長度(mm)

最大寬度(mm)

最大面積(mm2)

與PC/104相比

PC/104

95.0

90.2

8650

---

2.5 寸 MIO-Ultra

100

72

7200

面積減少20%

 

2.PC/104主板與2.5 MIO-Ultra主板裝配方式對比, 更加簡單, 配線更少

  PC/104 裝配:
  1. 對外訊號線都需由配線的方式引出
  2. 針腳插槽拆裝擴展困難

 

 

  

   2.5 寸 MIO-Ultra 裝配:
  
1. 主板邊緣具有直接可用的I/O接口: LAN、USBx2、VGA、DC-in DC-12V
  2. 只有COM、SATA、Audio 等訊號需要配線引出
  3. 具有MIOe 彈性I/O擴展接口

 

  采用MIO-2260 的超小 嵌入式整機

 

 

 

 

2.5寸MI/O-Ultra的性價比優(yōu)于PC/104主板

  考慮到需要符合嚴苛環(huán)境的使用要求,在PC/104的機構、電路圖設計及選用的連接器都作了眾多高等級設計的考量,讓此平臺的相關產(chǎn)品價格偏高,使產(chǎn)品的使用性價比不斷的降低! 3.5寸MIO-Compact 主板可以更大程度上替代傳統(tǒng)的3.5寸嵌入式主板

 

 

 

  嵌入式3.5寸主板是研華在業(yè)界率先提出的標準規(guī)格,支持PC/104總線的擴展,但尺寸比標準的PC/104主板更大,I/O接口的數(shù)量更豐富,并增加了主板海岸線I/O接口。由于該產(chǎn)品標準具有系統(tǒng)容易組合,配線比PC/104主板更少等特點,因而很快該標準被各大嵌入式廠商所采用,并很快成為了國際流行的嵌入式主板標準。

 

  過去嵌入式單板電腦的設計,可能存在散熱不易解決、系統(tǒng)不易整合或是I/O接口無法彈性增加等問題。研華的MI/O Extension嵌入式單板電腦解決了這些問題。它既可以當作單板單獨使用,當客戶系統(tǒng)功能需要增加變化時,也能搭配可靈活變動的I/O擴展底板,滿足不同市場和行業(yè)的使用需求。針對需要自行設計I/O擴展底板的客戶,研華可以提供完整設計參考文件供客戶參考,協(xié)助客戶以更快的速度、更精簡的成本、更低的設計難度規(guī)劃出適用的模塊。

 

 

1.3.5MIO-Compact具有MIOe的擴展方式,比傳統(tǒng)3.5寸主板擴展性更好。

  3.5寸MIO-Compact主板在傳統(tǒng)的3.5寸嵌入式單板的基礎上,保留了配線少易整合等優(yōu)勢,并針對以往客戶使用時遇見的擴展和散熱的問題做了優(yōu)化。首先,將傳統(tǒng)的PC/104擴展方式改為MIOe擴展,由于MIOe接口中包含了PCIex1、Displayport等更高速的擴展總線,能確?蛻粼谑褂脮r通過MIOe可以擴展出更多豐富的I/O功能,比如:SATA、Giga LAN等高速接口。而傳統(tǒng)的3.5”主板中只具備ISA以及PCI總線,與MIOe相比擴展的靈活度就大大減小了。

 

23.5MIO-Compact主板比傳統(tǒng)的3.5寸主板的散熱設計更合理, 系統(tǒng)設計更簡單,配線更少。

  MI/O-Compact散熱部分的設計在之前的3.5”主板上做了很大程度的改良。3.5寸MIO-Compact嵌入式主板將CPU、芯片組、內存、電源及主動IC等發(fā)熱較大的元器件都放置在主板的正面,并最大程度增大了散熱片的覆蓋面積,保證以上發(fā)熱大的元器件的熱量能夠有效穩(wěn)定的導出。主板的mini-pcie插槽、CF卡卡槽等擴展接口都設計在主板背面,方便客戶系統(tǒng)機構的設計。 MI/O Extension的主板還配備了多種的散熱方案,除了常用的標準散熱鰭片之外,研華也能為設計者提供機構散熱的解決方案,通過熱傳導片可以將主板的熱量導到機箱外殼上散熱,非常適用于小尺寸緊湊型設備的散熱設計。對于需要自行設計散熱系統(tǒng)的客戶,研華除了提供相關設計文檔之外,也提供散熱模擬等協(xié)助設計服務。

 

 

隨著MIOe總線的規(guī)范成為國際通用規(guī)范標準,未來PC/104總線產(chǎn)品應用空間肯定會越來越小。

 

 

  PC/104總線在過去相當長的一段時間內因其體積小,穩(wěn)定性高,支持與ISA完全兼容的PC/104總線等特性一直保持著在行業(yè)中的優(yōu)勢,同時具備與PCI總線兼容的PCI-104和PC/104 Plus總線方式更加強了使用者對PC/104的青睞。如今市場的快速發(fā)展逐漸淡化了PC/104得天獨厚的優(yōu)勢,產(chǎn)品的部分局限性漸漸讓設計者變得苦惱不已。首先,CPU性能和總線性能要求提升。一部分客戶需要具有更高性能視頻處理能力,而以往方案中只能使用PC/104

或者PCI-104擴展視頻卡或者顯卡,帶寬最多達到32bit。此時PC/104主板CPU性能以及其PCI總線帶寬的限制就很難滿足設計要求,需要通過具備更高帶寬的總線擴展。其次,客戶要求設備支持較多的I/O接口時,PC/104的結構設計以及I/O的擴展能力方面也往往表現(xiàn)的差強人意。舉個例子,有時客戶需要嵌入式主板支持CAN接口

或者較多串口,如通過使用PC/104擴展板方式實現(xiàn),所有的I/O 接口都需要通過配線的方式引出并固定到機殼上。當一層擴展板的I/O不足時,甚至需要同時擴展兩層,內部空間會顯得非常的雜亂,組裝維護也極其不便。同時因結構設計復雜,散熱也會使產(chǎn)品面臨諸多的問題。

 

  怎樣在保證設備緊湊性的同時,又可以滿足客戶對設備處理性能的要求,在保證無風扇散熱設計需求的同時,又可以滿足產(chǎn)品少量多樣的彈性客制化需求?是否有比PC/104更合適的方案呢?

 

  研華憑借多年在各嵌入式行業(yè)應用的經(jīng)驗,創(chuàng)新性的提出了I/O接口可以彈性擴展的嵌入式核心平臺 --- MI/O Extension嵌入式解決方案。MI/O Extension是英文Multiple I/O extension的縮寫,是一種支持多種總線及I/O接口擴展的嵌入式單板電腦。從銷售端來看,MI/O因具備了比PC/104更加豐富的擴展總線接口,為客戶項目帶來了更具有競爭力的方案。

 

  PC/104堆棧式的擴展以及穩(wěn)定可靠的連接方式,在電力行業(yè)的嵌入式設備當中被廣泛采用。我曾經(jīng)碰到一個客戶做變電站中的監(jiān)控設備。多年前采用的研華PC/104主板,因客戶設備升級,需要將項目中千兆網(wǎng)口的數(shù)量需求擴展到4個。由于以前就是選用PC/104的方案,為了保持機構統(tǒng)一,就在現(xiàn)有PC/104產(chǎn)品中選擇合適的替代方案。但客戶要求必須為千兆網(wǎng)口,目前產(chǎn)品只含有ISA和PCI的總線,很難滿足客戶需要除了主板上之外的2個千兆網(wǎng)口。而MI/O-Ultra系列的主板,在擴展板上通過MIOe接口中3路PCIex1的總線搭配了網(wǎng)絡芯片,引出了3個千兆網(wǎng)口,很好的滿足了客戶的要求。

 

  有許多客戶問到MIO主板與PC/104相比較價格問題,我認為對于相同CPU平臺的MIO主板和PC/104主板價格應該相當。MIO方案優(yōu)勢不在價格,而是在于更靈活彈性的擴展方式。我個人認為PC/104有其獨特的技術優(yōu)勢,成熟穩(wěn)定的技術,通過的國際規(guī)范,未來在CPU處理能力要求不高但是穩(wěn)定性要求很好的嵌入式應用平臺上,PC/104還是會有很大的市場;而MIO主板的推出,靈活擴展特性,對于標準嵌入式單板電腦會有很大的沖擊,在未來肯定會取代部分傳統(tǒng)的小尺寸單板主板的市場。隨著Intel 對ISA總線的支持減少,隨著MIOe總線的規(guī)范成為國際通用規(guī)范標準,未來PC/104總線產(chǎn)品的應用空間肯定會越小。

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  關于嵌入式核心服務 – 研華嵌入式核心服務提供以設計為導向的整合服務,這些高效率的解決方案整合嵌入式板卡、周邊模塊及軟件,研華相信專注于嵌入式設計服務,可在設計開發(fā)階段就完成電子工程的相關需求,并縮短設計與整合的周期、大幅降低產(chǎn)品開發(fā)的不確定性與風險,加快產(chǎn)品上市時間。www.advantech.tw/EmbCore

 

 

  關于研華

  自1983年創(chuàng)立以來,研華是提供ePlatform服務的全球領導廠商,與系統(tǒng)整合商緊密合作,提供眾多應用而提供完善解決方案。研華同時也是Intel嵌入式與通訊聯(lián)盟 (Embedded & Communications Alliance) Premier Member。通過與解決方案伙伴的密切合作,我們能夠為各種工業(yè)應用提供完整的解決方案。研華的產(chǎn)品和解決方案涵蓋3個領域:嵌入式計算機平臺事業(yè)群 (Embedded ePlatform Organization)、服務應用計算機事業(yè)群(eServices & Applied Computing Group)以及工業(yè)自動化事業(yè)群 (Industrial Automation Group)。研華擁有3600多名專職員工,在18個國家、39個主要城市之間形成了一個廣泛的技術支持和營銷網(wǎng)絡,因此可以為全球的客戶提供快速的上市服務。更多信息,請查詢www.advantech.com

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