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嵌入式的发展与技术走向

研华中国,嵌入式电脑事业群产品经理 肖建萍
研华中国,中国区嵌入式电脑事业群华东区销售经理 任洪雷



嵌入式应用趋势

嵌入式应用趋势可以概括为以下四方面:无风扇低功耗的需求、具有强大I/O功能的高性能处理器、双屏显示以及在宽温、恶劣环境下工作。

随着计算机技术的普及,计算机硬件成本的不断下降,嵌入式计算机的应用已扩展到极大范围,如智能终端、医疗设备、银行ATM机等。以下将通过两个应用案例介绍在新兴行业中嵌入式的应用趋势。


列车行使记录仪

随着铁路的不断提速,对于列车的安全与自动化要求越来越高,通过列车行使记录仪可以获得关于列车行驶记录、卫星定位、远程调度、车速监控及行使分析报告等各类信息。以列车行使记录仪为代表的系统大多要求在不使用风扇的条件下实现超低功耗。同时因为其外围扩展功能众多 ,因此需要更多COM口来实现传感器的输入。


双显彩票机

对于双显技术的需求,可通过双显彩票机的应用案例进一步了解。随着计算机技术的发展,两个屏幕同时显示的应用越来越广泛,以彩票机为例,为了支持视频开奖功能,它需要双显技术。彩票机中具体的双屏显示指同时支持LCD及电视输出,LCD对应与主板相连的工作屏显示,而电视输出则用于提供即时的视频开奖信息。


嵌入式产品的发展

SOM-XTX

SOM概念在6年前提出,它最早出现在便携式领域。SOM的优势在于它80%的工作用于实现处理器和通用接口功能,而剩下20%的工作用于完成客户的定制功能。这对很多行业意义重大,如在医疗行业中,会要求漏电、安全方面有更好的控制,而这无法在标准计算机主板上得以实现,而定制主板的方式成本极高,因此SOM成为最佳选择。目前SOM底板已经广泛用于仪器仪表、医疗、电力和军工领域。

SOM的最小规格是SOM144,其尺寸为68 100,具体大小类似于名片。随后出现了SOM-ETX,但随着计算机技术的发展,SOM-ETX已无法提供对PCI Express及更多USB口的支持,因而出现了SOM-XTX及SOM- Express。

SOM-XTX是研华协同congatec 与Ampro联合推出的标准。相对于ETX,它提供了更强大的I/O性能,包括:支持PCIe、Serial ATA及ExpressCard。同时它包含更多的USB 端口,支持更高性能的音频与LPC 。SOM-XTX的优势在于:一、可以实现PCI-Express的最优性价比的方式;二、与ETX尺寸一致、具有一样的散热设计且无需进行大规模基于板的重设计。因此用户可以实现设计简单、低风险的高性能I/O设计,并加速产品上市时间;三、完全兼容SOM-ETX功能,包括TTL功能。

PC/104 与PC/104+

凭借其自身优势,PC/104规格已发展的越来越强大,它包括以下特点:紧凑,其规格仅为108mm x 115mm;堆叠扩展方便,它无需依靠背板及扩展卡实现扩展;插针与插槽的接口方式具有极强的可靠性,可以很好的抗震与抗冲击;可与486和586配合使用,因此具有低功耗、低热量的特点,能够运用在高可靠性的行业;与PC兼容,有助于客户自行开发产品,缩短上市时间。

PCM-3380是研华PC/104系列产品,是在PC/104规格基础上的发展。它采用了PC/104+而非PC/104接口,秉承了PC/104规格高可靠性的概念。

EPIC-研华制定的新的尺寸规范

目前,大家熟悉的是3寸板或5寸板规范,而EPIC可简单的理解为4寸板规范,它的提出针对现有产品的局限性:PC/104 3寸板产品面积过小,在单个电路板上可实现的CPU技术偏低,同时因为面积过小,无法在板上集成较大内存。而5寸板的局限在于它的规格已被定死,因此研华推出新的4寸板规格,兼具3寸板和5寸板优势。

EPIC尺寸标准为115mm x 165 mm,支持I/O扩展如 PC/104、PC/104-Plus、USB、Ethernet等的嵌入式主板标准,兼容EBX及 PC/104尺寸的扩展规范。它可支持更高性能的总线技术,如PCI-Express 、ExpressCard,适用于高性能CPU的CPU zone与I/O zone的设计。

PCM-4386是研华基于EPIC推出的产品(如下图所示),它采用PC/104扩展方式,接插件采用卡锁设计,提高了产品稳定性。同时集成了Flash及内存, 是高可靠性产品。


嵌入式服务简介

研华的嵌入式服务包括以下两个方面:其一、严苛环境服务,包括抗冲击抗震动方案、三防涂层处理及宽温产品服务;其二、客制化服务,包括:标准品小修改、SOM+DTOS及主板客制化服务。

严苛环境服务

研华在抗冲击抗振动方面,首先采用了板载CPU、内存、Flash设计,也就是说三大存储方向均采用了板载方式,这对于军工及对抗振动性要求严苛的用户而言,非常重要。同时研华采用了更为稳固、带有卡锁的接插件,它能牢固的锁定器件,提高稳定性。而当客户需要扩展部分内存时,研华采用了内存点胶的方式,实现了内存加固。

对于某些涉及野外、海上或沙漠作业的行业,研华提供了在PCB板上及一些部件上加涂保护涂层的服务,避免组件因为环境潮湿被氧化/生锈,或因为灰尘导致接触不良,使得产品可靠性降低或直接造成故障。从而有效防潮、防腐蚀、防尘,使产品适合较脏及有污染的工作环境,有效改善可靠性、抵制恶劣环境。

宽温产品方面,研华推出了火凤凰系列产品,适用于户外设备、交通运输等应用,它包括不同温宽等级产品,具体包括:金凤凰 ( 20℃~80℃)、钛凤凰( 30℃~70℃)及白金凤凰产品( 40℃~85℃)。

客制化服务

研华客制化服务包括三个具体类型:标准品小修改、SOM+DTOS及主板客制化服务。标准品小修改即在标准品的基础上做小幅修改,它无需重新设计、无需NRE。SOM+DTOS是在SOM的基础上,进行底板的开发满足系统的定制,这适用于客户接受非单板解决方案,并要求产品能快速上市的情况。主板客制化服务需要全部重新定制主板,相当于一个新的开发过程,产品生命周期较长,投入风险较高。

其中,SOM+DTOS客制化服务应用最广。SOM+DTOS客制化服务可理解为SOM-System on Module (系统核心模块):该模块集成了CPU、芯片集、显示、LAN 及音频等功能;DTOS-Design To Order Service (客制化服务):底板的开发非常简单,只需要进行I/O的扩展,或把客户的特殊要求做在底板上即可,客户也可自行开发底板。也就是说,系统80%的功能集成在SOM上,20%变化较大的外围功能由底板提供。

SOM+DTOS服务的优势在于缩短了开发时间(30天)、降低了开发难度及开发风险,减少了开发费用,更易升级换代,同时高度符合客户的要求。

《世界电子元器件》2006.11
         
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