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工控主板與商用主板有哪些差別?

工控主板與商用主板有哪些差別?

發布日期:2021-10-20 作者:廣州市貝萊特科技有限公司 點擊:

工控主板是工控機的重要組成部分,能夠適應工業現場的復雜環境和長時間的高負荷工作。研華工控機與商用主板的差別有:

一、元器件的用料與設計

商用主板

商用主板由于其更新換代的速度比較快,追求的是產品的時效性,以及本身產品的市場定位,對元器件選擇要求上一般,元器件的用料使用普通級別即可。如電容,商用主板都是大量使用普通的電解電容,一是出于商用市場產品的使用考慮,二是為降低主板的成本考慮。

工控主板

1、工控主板的元器件

工控主板選料,會選用經過長時間、高要求驗證元器件,用以保證產品在復雜條件下高可靠性要求。

2、工控主板的電容

工控主板采用的是高質量貼片式的固態電容、鉭電容、陶瓷電容。商用主板基本都是大量采用針腳式的電解電容,因為電解電容成本低、容值大一個可以頂多個貼片或坦電容。從性質來說, 電解電容穩定性不及鉭電容、陶瓷電容高,壽命不及它們長,耐高溫程度不及它們好。貼片式電容比針腳式電容更加穩定。從價格上,鉭電容比普通的電解電容要貴,且由于鉭電容的電容量較小,使用在主板上時,需要使用更多數量的電容,單單鉭電容的成本就是電解電容的幾十倍,這也是導致工控主板比商用主板成本價格高的原因之一。

3、工控主板的PCB

商用主板采用的是4層PCB設計,一般的PCB線路板分有四層,Z上和Z下的兩層是信號層,中間兩層是接地層和電源層,將接地和電源層放在中間。工控主板采用的是6層以上PCB線路板設計,其設計是為了加強主板的抗電磁干擾、電磁兼容能力,增強主板的穩定性等。

4、工控主板的使用周期

與商用主板2到3年使用周期不同,大多數的工控主板使用周期要求在3年以上,部分高品質的工控主板,使用周期甚至達到5—7年。

二、CPU的差異

1、CPU的功耗

工控主板一般選用的是低功耗的CPU,以便適應工控行業復雜的環境應用。

2、CPU的線路設計

由于工控主板需要適應寬溫、寬壓的工業應用環境,工控主板對電壓的適應范圍比商用主板更寬,工控主板的電壓范圍一般在9—36V之間。對于CPU的線路布局和設計,要求更加精密。

3、抗電磁波干擾能力不同

由于商用主板的市場定位和良好的使用環境,其產品一般只會做商用級的電磁兼容測試,抗電磁波干擾能力較低。工控主板由于針對工業市場,對抗電磁波干擾能力要求較高,需要通過EMI、EMC等測試和認證。

三、排產流程與檢測流程

工控主板很多時候是根據某種應用開發出來的,可能只適應某種應用,所以它的使用量是很有限的,而商用主板是大眾化的的,所以它一次性的投產可以非常大。由于產量的原因,工控主板會比商用主板的排產費用分攤高出很多。這也是造成工控主板與商用主板成本差異的一個方面。

一些大廠家對商用主板的測試是通過T3三道測試工序:ICT、FUNTION、MANU。絕大多數的廠家對商用主板只通過T1一道測試工序:ICT。ICT就是線路測試,是否有開路,短路,這個時候不加任何外設(CPU、DIMM等治具),目的就是避免到后面FUNTION的時候燒壞治具。 FUNTION主要就是功能測試,會加上CPU、DIMM等外設,做一次開機測試,這里會發現所有的問題,基本FUNTION通過就可以了。MANU就是實測了,所有的外設全部接上,開機測試,檢測兼容性等等。

工控主板出產前是要嚴格通過多道測試工序一般T5~T7,除ICT、FUNTION、MANU外還要做的測試,如溫度、振動、安全性等測試,確保每片主板的質量。

四、尺寸規格

商用主板目前主要采用ATX架構。

工控主板為了適應多種應用環境,采用集成度高,體積小,多種尺寸規格的主板,包括3寸板、5寸板、ATX、Micro-ATX、LPX、半長卡、全長卡等各種規格。

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五、接口的支持

商用主板往往只能提供4根PCI插槽,由于受制于PCI規范,基本上PCI4的驅動能力有相當大的衰減,因此大多數商用主板僅提供3根PCI槽。

工控主板除支持PCI、PCIE插槽外,同時可以支持Mini PCIE、COM口、USB口等接口。內嵌GPIO總線,可以實現GPI、GPO功能。而且工業半長卡、全長卡能與底板配合更具擴展性支持多個PCI、PCIE、Mini PCIE擴展。當然3.5寸等嵌入式主板是屬于定制類的規格,其擴展性就不會考慮太多。

六、使用環境

工控主板常在復雜環境下工作(潮濕、振動、多塵、輻射、高溫等),商業主板大部分只能運行在安定的環境下(室內、常溫等)。

七、保護功能

商用主板沒有提供的任何的保護功能。研華工控機工控主板通過特殊設計,在遇到死機等異常情況,可以實現看門狗自動重新啟動、防浪涌沖擊等功能,全力的保證系統在惡劣環境的高穩定性的要求。

八、客制化

普通的商業主板一但生產出來就無法再針對市場需求更改,完全無客制化的設計。而工控主板可以靈活的滿足客戶后續的特殊需求,實現客制化,更好、更完美配合客戶的使用需求環境。

研華工控機工控主板從設計,用料,生產,制造都是經過嚴格的篩選和測試,保證了用戶正常、高可靠性的使用,使用戶在使用過程中能極大降低其使用及維護成本。近年來,隨著技術的進一步成熟,工控主板的銷售量越來越大,工控主板的成本也大幅度下降,其價格與商用主板的價格也不斷拉近。此外,工控主板的應用領域越來越廣,證明用戶對工控主板的品質要求在提高,所以用戶在選用工控主板時應明確需求,什么場合什么環境應用什么工控主板。


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