1、PC技術(shù)推動了嵌入式工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展

　　嵌入式工控機(jī)是嵌入在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部，在工業(yè)極端環(huán)境里能夠連續(xù)長期穩(wěn)定可靠工作的工業(yè)型計算機(jī)。隨著IntelCPU和MicrosoftDOS/WINDOWS架構(gòu)演變成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，ISA/PCI總線加固型工業(yè)PC（IPC）開始向工業(yè)領(lǐng)域滲透。IPC雖然經(jīng)過了工業(yè)化改造（如取消了大母板，采用無源背板、插卡式模板，工業(yè)電源，全鋼密封機(jī)箱微正壓散熱，溫度自動檢測和調(diào)整等），但其本質(zhì)上仍然不是工業(yè)型PC，不能從根本上解決大母板水平放置、抗震動沖擊能力差、非均勻散熱、元器件失效率高、平均修復(fù)時間（MTTR）長、維護(hù)困難等問題，難以滿足工業(yè)控制任務(wù)的苛刻要求。為了滿足市場對工業(yè)型計算機(jī)的要求，除了VME總線工控機(jī)外，產(chǎn)生了一系列基于PC的、與ISA/PCI總線標(biāo)準(zhǔn)兼容的嵌入式工控機(jī)，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線、AT96總線、STD總線、STD32總線、PC/104和PC/104-Plus總線嵌入式工業(yè)控制機(jī)。

　　2各種總線的嵌入式工控機(jī)向高性能、高可靠方向發(fā)展

　?。?）VME總線工控機(jī)仍然是主流產(chǎn)品，但開始融入PC技術(shù)

　　歷史上，VME總線工業(yè)控制機(jī)一直是許多嵌入式工業(yè)應(yīng)用的首選機(jī)型。

　　1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司發(fā)明了VME總線，從此VME總線工業(yè)控制機(jī)在圖像處理、工業(yè)控制、實(shí)時處理和軍事通訊中得到了廣泛應(yīng)用。1987年，VME總線被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1014-1987。

　　VME總線接口為2個96芯的針孔連接器P1和P2（6U歐洲卡），其中P2的外側(cè)2排針由用戶自定義，以滿足用戶的特殊要求。VME總線的數(shù)據(jù)寬度為32位，最大總線速度是40MB/sec。

　　1996年的新標(biāo)準(zhǔn)VME64（ANSI/VITA1-1994）將總線數(shù)據(jù)寬度提升到64位，最大數(shù)據(jù)傳輸速度為80MB/sec。由FORCECOMPUTERS制定的VME64x總線規(guī)范將總線速度提高到了320MB/sec。

　　VME總線工控機(jī)是實(shí)時控制平臺，大多數(shù)運(yùn)行的是實(shí)時操作系統(tǒng)，如UNIX、VxWorks、PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VMEXEC，由OS制造商提供專用的軟件開發(fā)工具開發(fā)應(yīng)用程序。

　　VME總線OEM產(chǎn)品由眾多的制造商支持，主要采用Motorola公司的68K系列微處理器，如25M/33M的68060?，F(xiàn)在越來越多的VME總線SBC的制造商開始采用Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的微處理器，如DY4Systems、ConcurrentTechnologies、VMIC、PEPModular、Computers，以及SBSEmbeddedComputers等公司，最新產(chǎn)品已經(jīng)采用了500MHz的PentiumⅢ處理器，也有一些產(chǎn)品采用PowerPC等其它處理器，但市場份額很小。

　　1987年VXI總線聯(lián)合會成立，其目標(biāo)是定義板級儀器標(biāo)準(zhǔn)，即VME擴(kuò)展儀器儀表總線。VXI總線工控機(jī)以VME總線為內(nèi)核，將歐洲卡尺寸擴(kuò)展為四種：VXIA（3.9inx6.3）、VXIB（in9.2inx6.3in）、VXIC（9.2inx13.4in）及VXID（14.4inx13.4in），其中現(xiàn)在最常用的是VXIC規(guī)格。

　　1993年，VXI規(guī)范被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE1155。VXI總線工控機(jī)規(guī)定的操作系統(tǒng)類型有DOS、WINDOW3.1、WINDOWS95、WINDOWSNT、Solaris1和2、HP-UX、MacOS以及SCOUnix。

　　從VXI總線和VME總線工控機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)可以看出：VXI總線工控機(jī)制造商希望兼容主流計算機(jī)市場提供的豐富而廉價的應(yīng)用軟件開發(fā)工具包、外設(shè)和驅(qū)動軟件，而VME總線只能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的專用開發(fā)環(huán)境和外設(shè)工作。

　　（2）加固性ISA/PCI總線工控機(jī)仍然占有一定的市場份額

　　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，其中最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)市場的，而不是相對比較小的工業(yè)計算機(jī)市場的，它不具備工業(yè)級性能：抗強(qiáng)震動、沖擊、高溫、潮濕和具有快速修復(fù)能力（MTTR一般小于5分鐘）。由桌面PC技術(shù)衍生的ISA總線加固型計算機(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)幾乎每個處理器制造商都將PCI作為計算機(jī)內(nèi)部芯片級互連總線，而且自然地發(fā)展成了板極互連總線。1995年6月PCISIG正式公布了PCI局部總線規(guī)范2.1版，同時PICMG推出了第一個標(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、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)（最大4個）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)的檢測和管理機(jī)使用。

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