Aké sú vlastnosti priemyselných základných dosiek ARM?
Priemyselné základné dosky ARM sa vyznačujú vysokým výkonom, nízkymi nákladmi a nízkou spotrebou energie. Sú široko používané v priemyselnej automatizácii, HMI, robotike, maloobchodných termináloch, prehrávaní médií, nabíjacích staniciach a ďalších oblastiach.
Charakteristiky priemyselných základných dosiek ARM sú nasledovné:
1. Vysoká spoľahlivosť a stabilita
V aplikáciách priemyselného riadenia je stabilný a spoľahlivý výkon základnou požiadavkou tam, kde majú priemyselné základné dosky ARM výrazné výhody. Po prvé, ako jednočipový systém vyžadujú priemyselné základné dosky ARM len niekoľko periférnych obvodov, aby fungovali hladko. Po druhé, s nízkym tepelným výkonom eliminujú potrebu ventilátorov a zmierňujú obavy z teploty ovplyvňujúcej výkon. Môžu fungovať nepretržite roky. Napokon, CPU a pamäť sú integrované, spĺňajúce prísne environmentálne požiadavky, ako sú široké teplotné rozsahy a odolnosť voči vibráciám.
2. Robustná funkčnosť
V porovnaní s mikrokontrolérmi priemyselné základné dosky ARM ľahko dosahujú rozšírenie prostredníctvom zberníc. V porovnaní s X86 priemyselnými základnými doskami sa dosky ARM čoraz viac zhodujú so svojimi schopnosťami-, ako je podpora viacerých portov COM, portov USB a displejov. Vo video multimediálnej a dátovej komunikácii sú v podstate na rovnakej úrovni ako X86 priemyselné základné dosky.
ARM priemyselné základné dosky
3. Vysoká rýchlosť spracovania
Procesory ARM sú mikroprocesory RISC, ktoré ponúkajú vynikajúcu efektivitu spracovania údajov a inštrukcií a spĺňajú väčšinu požiadaviek na priemyselné riadenie a inteligentné koncové zariadenia na základnej doske. Údaje na priemyselných základných doskách ARM sú navyše zvyčajne uložené v pamäti Flash, ktorá používa binárny formát. Externé údaje nie je možné priamo kopírovať z interných údajov, čím sa zaisťuje robustná bezpečnosť údajov.
4. Krátky vývojový cyklus a vysoká flexibilita
Cyklus vývoja hardvéru pre priemyselné základné dosky na báze ARM- zvyčajne trvá 3 mesiace, čo výrazne znižuje náklady na výskum a vývoj a urýchľuje vývoj produktov pre zákazníkov. Okrem toho priemyselné základné dosky ARM ponúkajú flexibilné možnosti konfigurácie prispôsobené potrebám používateľov, ako je veľkosť pamäte, redukcia systémových ovládačov, redukcia periférnych čipov a načítanie systémového softvéru. To podstatne znižuje náklady zákazníka a zároveň zvyšuje celkovú efektivitu a výkon údržby systému.
Rozdiely medzi priemyselnými základnými doskami a komerčnými základnými doskami
Na základe zamýšľaného použitia možno základné dosky rozdeliť na priemyselné základné dosky a komerčné základné dosky. Komerčné základné dosky sa primárne používajú v domácich a kancelárskych počítačoch, zatiaľ čo priemyselné základné dosky sa používajú hlavne v priemyselných prostrediach. V dôsledku toho priemyselné a komerčné základné dosky vykazujú výrazné rozdiely v dizajne.
1. Rôzne životné cykly
Podľa Moorovho zákona sa komerčné základné dosky zvyčajne aktualizujú po 2 až 3 rokoch používania. Trh komerčných základných dosiek uprednostňuje nasledujúce cieľové hodnoty: vysoká rýchlosť, vynikajúci grafický a herný výkon a nízke náklady.
V porovnaní s komerčnými počítačmi fungujú priemyselné počítače v úplne odlišných scenároch použitia a slúžia na odlišné účely. V priemyselných aplikáciách má každé zariadenie zvyčajne pevné prevádzkové úlohy a aplikácie. Po definovaní aplikácie je možné určiť požadovanú rýchlosť a možnosti grafického spracovania priemyselného počítača bez potreby neustálych upgradov. V porovnaní s rýchlosťou a cenou kladú priemyselní zákazníci väčší dôraz na dlhodobú-stabilnú prevádzku. Priemyselné základné dosky majú spravidla životnosť 5 až 8 rokov.
2. Rozdiely v materiáloch elektronických komponentov
Základné dosky sú dosky plošných spojov (PCB) a jadro dosiek plošných spojov pozostáva z rôznych elektronických komponentov. Rozdielne servisné cykly priemyselných a komerčných základných dosiek vedú k výrazným kontrastom pri výbere elektronických komponentov.
V porovnaní s priemyselnými základnými doskami majú komerčné základné dosky nižšie požiadavky na stabilitu produktu a prevádzkové prostredie. Zvyčajne používajú materiály komerčnej kvality-pre komponenty citlivé na čas-. Napríklad bežné elektrolytické kondenzátory sú široko používané v komerčných základných doskách. Slúži to dvom účelom: uspokojiť komerčný trh a znížiť náklady na základné dosky.
Komponenty priemyselných základných dosiek musia odolať širokému teplotnému rozsahu (-40 °C až 80 °C), aby bola zabezpečená spoľahlivá prevádzka v náročných prostrediach (dlhotrvajúca nepretržitá prevádzka, vibrácie, prach, žiarenie atď.). Komponenty priemyselných základných dosiek musia navyše odolávať vysokým teplotám a vlhkosti. Aby sa splnili požiadavky aplikácií, priemyselné základné dosky používajú vysokokvalitné čipové elektrolytické kondenzátory, tantalové kondenzátory a keramické kondenzátory. To je jeden z dôvodov, prečo sú priemyselné základné dosky drahšie ako komerčné.
3. Rozdiely PCB
Komerčné základné dosky používajú štvor{0}}vrstvový dizajn PCB. Dosky plošných spojov sú zvyčajne rozdelené do štyroch vrstiev. Horná a spodná vrstva slúžia ako signálne vrstvy, zatiaľ čo stredné dve vrstvy fungujú ako zemné a napájacie roviny. Pozemné a energetické roviny sú umiestnené centrálne. Priemyselné základné dosky využívajú dizajn PCB so šiestimi alebo viacerými vrstvami, špeciálne navrhnutými na zvýšenie odolnosti dosky proti elektromagnetickému rušeniu (EMI) a elektromagnetickej kompatibilite (EMC), čím sa zlepšuje celková stabilita.
4. Rozdiely medzi CPU
(1) Spotreba energie
Priemyselné základné dosky zvyčajne využívajú procesory s nízkou spotrebou{0}}, aby odolali drsným prostrediam, ktoré sú bežné v priemyselných riadiacich aplikáciách.
(2) Návrh obvodu
Priemyselné základné dosky musia byť prispôsobené širokému rozsahu teplôt a napätia v priemyselných aplikáciách a musia mať širšiu toleranciu napätia ako komerčné dosky-zvyčajne pracujúce medzi 9 – 36 V. To si vyžaduje presnejšie rozloženie obvodov a dizajn CPU.
(3) Rozdielny odpor EMI
Komerčné základné dosky prechádzajú iba komerčným testovaním EMC, výsledkom čoho je nižšia odolnosť voči EMI. Priemyselné základné dosky vyžadujú vysokú odolnosť voči EMI a musia prejsť testami EMI, EMC a ďalšími testami a certifikáciami.
5. Procesy plánovania výroby a testovania
Priemyselné základné dosky sú často vyvinuté pre špecifické aplikácie a môžu byť vhodné len na určité použitie. V dôsledku toho je rozsah ich použitia obmedzený, zatiaľ čo komerčné základné dosky sa zameriavajú na celoštátne trhy a môžu sa vyrábať vo veľmi veľkých sériách. Vzhľadom na objemové úvahy je alokácia nákladov na plánovanie výroby priemyselných základných dosiek výrazne vyššia ako v prípade komerčných základných dosiek. To predstavuje ďalší faktor, ktorý prispieva k cenovému rozdielu medzi priemyselnými a komerčnými základnými doskami.
Komerčné základné dosky primárne prechádzajú tromi kontrolnými procesmi: ICT, FUTION a MANU. Predtým, ako sa priemyselné základné dosky dostanú do výroby, musia prejsť viacerými prísnymi testovacími postupmi, zvyčajne v rozsahu od T5 do T7. Okrem ICT, FUTION a MANU je na zabezpečenie kvality každej priemyselnej základnej dosky potrebné dodatočné testovanie teploty, vibrácií, bezpečnosti a ďalších parametrov.
6. Ďalšie úvahy
(1) Priemyselné základné dosky podporujú viac rozhraní
Môžu súčasne podporovať PCI, PCIe, Mini PCIe, viacero portov COM, viacero portov USB, vstavané zbernice GPIO, možnosti duálneho zobrazenia, rozhrania HDMI, DVI, VGA a LPT. Karty plnej{1}}dĺžky je možné spárovať so zadnými doskami, aby podporovali viaceré rozšírenia ISA, PCI a PCIe.
(2) Priemyselné základné dosky majú ochranné funkcie
Vďaka špecializovanému dizajnu umožňujú priemyselné základné dosky automatické reštartovanie strážneho psa a ochranu proti prepätiu počas abnormálnych podmienok, ako je vypnutie systému. To plne zabezpečuje vysoké požiadavky na stabilitu v drsnom prostredí.