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工控主板与商用主板的差别?

作者: 深圳市泽创伟业科技有限公司 发表时间:2023-04-23 16:07:36浏览量:1656

  工控主板是工控机的重要组成部分,能够适应工业现场的复杂环境和长时间的高负荷工作。与商用主板的差别有:   一、元器件的用料与设计   商用主板   商用主板由于其更新换...
文本标签:工业主板,工控主板,嵌入式主板

  工控主板是工控机的重要组成部分,能够适应工业现场的复杂环境和长时间的高负荷工作。与商用主板的差别有:


工控主板


  一、元器件的用料与设计


  商用主板


  商用主板由于其更新换代的速度比较快,追求的是产品的时效性,以及本身产品的市场定位,对元器件选择要求上一般,元器件的用料使用普通级别即可。如电容,商用主板都是大量使用普通的电解电容,一是出于商用市场产品的使用考虑,二是为降低主板的成本考虑。


  工控主板


  1、工控主板的元器件


  工控主板选料,会选用经过长时间、高要求验证元器件,用以保证产品在复杂条件下高可靠性要求。


  2、工控主板的电容


  工控主板采用的是高质量贴片式的固态电容、钽电容、陶瓷电容。商用主板基本都是大量采用针脚式的电解电容,因为电解电容成本低、容值大一个可以顶多个贴片或坦电容。从性质来说, 电解电容稳定性不及钽电容、陶瓷电容高,寿命不及它们长,耐高温程度不及它们好。贴片式电容比针脚式电容更加稳定。从价格上,钽电容比普通的电解电容要贵,且由于钽电容的电容量较小,使用在主板上时,需要使用更多数量的电容,单单钽电容的成本就是电解电容的几十倍,这也是导致工控主板比商用主板成本价格高的原因之一。


  3、工控主板的PCB


  商用主板采用的是4层PCB设计,一般的PCB线路板分有四层,最上和最下的两层是信号层,中间两层是接地层和电源层,将接地和电源层放在中间。工控主板采用的是6层以上PCB线路板设计,其设计是为了加强主板的抗电磁干扰、电磁兼容能力,增强主板的稳定性等。


  4、工控主板的使用周期


  与商用主板2到3年使用周期不同,大多数的工控主板使用周期要求在3年以上,部分高品质的工控主板,使用周期甚至达到5—7年。


  二、CPU的差异


  1、CPU的功耗


  工控主板一般选用的是低功耗的CPU,以便适应工控行业复杂的环境应用。


  2、CPU的线路设计


  由于工控主板需要适应宽温、宽压的工业应用环境,工控主板对电压的适应范围比商用主板更宽,工控主板的电压范围一般在9—36V之间。对于CPU的线路布局和设计,要求更加精密。


  3、抗电磁波干扰能力不同


  由于商用主板的市场定位和良好的使用环境,其产品一般只会做商用级的电磁兼容测试,抗电磁波干扰能力较低。工控主板由于针对工业市场,对抗电磁波干扰能力要求较高,需要通过EMI、EMC等测试和认证。


  三、排产流程与检测流程


  工控主板很多时候是根据某种应用开发出来的,可能只适应某种应用,所以它的使用量是很有限的,而商用主板是大众化的的,所以它一次性的投产可以非常大。由于产量的原因,工控主板会比商用主板的排产费用分摊高出很多。这也是造成工控主板与商用主板成本差异的一个方面。


  一些大厂家对商用主板的测试是通过T3三道测试工序:ICT、FUNTION、MANU。绝大多数的厂家对商用主板只通过T1一道测试工序:ICT。ICT就是线路测试,是否有开路,短路,这个时候不加任何外设(CPU、DIMM等治具),目的就是避免到后面FUNTION的时候烧坏治具。 FUNTION主要就是功能测试,会加上CPU、DIMM等外设,做一次开机测试,这里会发现所有的问题,基本FUNTION通过就可以了。MANU就是实测了,所有的外设全部接上,开机测试,检测兼容性等等。


  工控主板出产前是要严格通过多道测试工序一般T5~T7,除ICT、FUNTION、MANU外还要做的测试,如温度、振动、安全性等测试,确保每片主板的质量。


  四、尺寸规格


  商用主板目前主要采用ATX架构。


  工控主板为了适应多种应用环境,采用集成度高,体积小,多种尺寸规格的主板,包括3寸板、5寸板、ATX、Micro-ATX、LPX、半长卡、全长卡等各种规格。


  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规范,基本上PCI4的驱动能力有相当大的衰减,因此大多数商用主板仅提供3根PCI槽。


  工控主板除支持PCI、PCIE插槽外,同时可以支持Mini PCIE、COM口、USB口等接口。内嵌GPIO总线,可以实现GPI、GPO功能。而且工业半长卡、全长卡能与底板配合更具扩展性支持多个PCI、PCIE、Mini PCIE扩展。当然3.5寸等嵌入式主板是属于定制类的规格,其扩展性就不会考虑太多。


  六、使用环境


  工控主板常在复杂环境下工作(潮湿、振动、多尘、辐射、高温等),商业主板大部分只能运行在安定的环境下(室内、常温等)。


  七、保护功能


  商用主板没有提供的任何的保护功能。工控主板通过特殊设计,在遇到死机等异常情况,可以实现看门狗自动重新启动、防浪涌冲击等功能,全力的保证系统在恶劣环境的高稳定性的要求。

  

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