维护时间减少:
随着工控机被大量用于工业现场,基于母板的系统是不灵活的,为了修复或更新系统需要更换整个母板。更换母板需要在母板拿走之前把所有的插卡和电缆都拔掉。这就导致修复或更新时系统停机时间增加,这在工控现场是不可接受的。因此工程师们想到另外一个方法,取消母板架构,而把核心的cpu处理单元做在一张插卡上,其它的扩展界面则做在底板上,底板是由一些连接器和无源器件组成的。这种结构使得系统更新和修复简单而且停机时间最少。这种设计理念影响了整个工控机的发展。
现在我们ecg事业群的pc104总线技术的嵌入式小板也和这种理念有异曲同工之妙。研华第一款bp架构的产品出现在1991年,早期由于没有pci总线,该款产品是基于isa总线的。后来pci总线技术成为pc技术的主流时,1994年,picmg组织及时在无源底板结构中导入了pci技术,制定了基于isa/pci技术的picmg1.0标准。
很好的扩展性picmg1.0标准除了上文所阐述的系统更新和修复时间短的主要优点外,还存在另外一个主要优点:具有很好的扩展性。工业现场使用工控机做控制核心,会接上多种扩展卡,扩展卡以早期的isa卡、主流pci卡为主,比如我们研华iag部门的多种采集卡和测量卡。
而视用户需求,所使用的isa、pci槽也不同。举例来说,某些传统的数控机床厂家,为保障其早期在isa技术上的投资,会采用传统的isa控制卡为主。而一些从事视频监控的厂家,由于isa带宽根本无法满足苛刻的视频带宽需要,必然要采用pci视频捕捉卡,但是也许会同时选择几个isa界面的io卡配合摄像头云台使用。因此用户对isa和pci插槽的需求多种多样。
传统的商用母板上pci、isa数量固定,早期主板由于面积所显,一般仅提供3个pci,3个isa槽,后来isa在民用市场面临淘汰,因此诸多商用主板厂商基于成本考量,取消isa槽,或仅提供一个isa槽。因此对于工控用户的多样性,商规主板提供的槽数难免捉襟见肘。picmg1.0无源底板标准可提供20槽,所提供的isa、pci数量也可根据用户需求随意调整。
当然,底板加插卡的物理架构还有一些缺陷,例如,金手指处容易氧化,槽部位容易在振动的情况下松动,因此不太适应那些具有腐蚀性和振动性的环境下。对于这些情况,业界推出了基于picmg2.0规范的compactpci技术,但由于价格、开发难度等因素,compactpci在一段时期内较难进入主流市场。因此研华针对这种情况推出的工业母板系列作为补充(后文会来探讨工业母板的市场)。
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