工業(yè)控制計算機簡稱工控機，國內(nèi)比較知名的工控機品牌有華北工控、研祥工控機、研華工控、國外比較的品牌有西門子；此篇南京研維信息技術(shù)有限公司就為您匯總工控機的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用案例介紹：
1、工控機發(fā)展現(xiàn)狀剖析：
PC技術(shù)推動了嵌入式計算機技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今市場上每年銷售大約30億顆嵌入式CPU，其中絕大部分是8位和16位的CPU。與此同時，嵌入式工業(yè)控制機的市場也在迅速增長。嵌入式工控機是嵌入在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部，在工業(yè)端環(huán)境里能夠連續(xù)長期穩(wěn)定可靠工作的工業(yè)型計算機。隨著Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架構(gòu)演變成事實上的標(biāo)準，ISA/PCI總線加固型工業(yè)PC（IPC）開始向工業(yè)領(lǐng)域滲透。IPC雖然經(jīng)過了工業(yè)化改造（如取消了大母板，采用無源背板、插卡式模板，工業(yè)電源，全鋼密封機箱微正壓散熱，溫度自動檢測和調(diào)整等），但其本質(zhì)上仍然不是工業(yè)型PC，不能從根本上解決大母板水平放置、抗震動沖擊能力差、非均勻散熱、元器件失效率高、平均修復(fù)時間（MTTR）長、維護困難等問題，難以滿足工業(yè)控制任務(wù)的苛刻要求。為了滿足市場對工業(yè)型計算機的要求，除了VME總線工控機外，產(chǎn)生了一系列基于PC的、與ISA/PCI總線標(biāo)準兼容的嵌入式工控機，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線、AT96總線、 STD總線、STD32總線、 PC/104和PC/104-Plus總線嵌入式工業(yè)控制機。
2 、工控機未來發(fā)展方向介紹：
各種總線的嵌入式工控機未來將向著高性能、高可靠方向發(fā)展 ，（1）VME總線工控機仍然是主流產(chǎn)品，但開始融入PC技術(shù) 歷史上，VME總線工業(yè)控制機一直是許多嵌入式工業(yè)應(yīng)用的機型。 1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司發(fā)明了VME總線，從此VME總線工業(yè)控制機在圖像處理、工業(yè)控制、實時處理和j u n事通訊中得到了廣泛應(yīng)用。1987年，VME總線被批準為國際標(biāo)準IEEE1014-1987。 VME總線接口為2個96芯的針孔連接器P1和P2（6U歐洲卡），其中P2的外側(cè)2排針由用戶自定義，以滿足用戶的特殊要求。VME總線的數(shù)據(jù)寬度為32位，大總線速度是40MB/sec。 1996年的新標(biāo)準VME64（ANSI/VITA1-1994）將總線數(shù)據(jù)寬度提升到64位，大數(shù)據(jù)傳輸速度為80MB/sec。由FORCE COMPUTERS制定的VME64x總線規(guī)范將總線速度提高到了320MB/sec。 VME總線工控機是實時控制平臺，大多數(shù)運行的是實時操作系統(tǒng)，如UNIX、VxWorks、PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VMEXEC，由OS制造商提供專用的軟件開發(fā)工具開發(fā)應(yīng)用程序。 VME總線OEM產(chǎn)品由眾多的制造商支持，主要采用Motorola公司的68K系列微處理器，如25M/33M的68060�，F(xiàn)在越來越多的VME總線SBC的制造商開始采用Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的微處理器，如DY 4 Systems、Concurrent Technologies、VMIC、PEP Modular、Computers，以及SBS Embedded Computers等公司，新產(chǎn)品已經(jīng)采用了500MHz的Pentium Ⅲ處理器，也有一些產(chǎn)品采用PowerPC等其它處理器，但市場份額很小。 1987年VXI總線聯(lián)合會成立，其目標(biāo)是定義板級儀器標(biāo)準，即VME擴展儀器儀表總線。VXI總線工控機以VME總線為內(nèi)核，將歐洲卡尺寸擴展為四種：VXI A（3.9 in x 6.3）、VXI B（in9.2 in x 6.3 in）、VXI C（9.2 in x 13.4 in）及VXI D（14.4 in x 13.4 in），其中現(xiàn)在常用的是VXI C規(guī)格。 1993年，VXI規(guī)范被采納為國際標(biāo)準IEEE 1155。VXI總線工控機規(guī)定的操作系統(tǒng)類型有DOS、WINDOW 3.1、WINDOWS 95、WINDOWS NT、Solaris 1和2、HP-UX、MacOS以及SCO Unix。 從VXI總線和VME總線工控機運行的操作系統(tǒng)可以看出：VXI總線工控機制造商希望兼容主流計算機市場提供的豐富而廉價的應(yīng)用軟件開發(fā)工具包、外設(shè)和驅(qū)動軟件，而VME總線只能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的專用開發(fā)環(huán)境和外設(shè)工作。
（2）加固性ISA/PCI總線工控機仍然占有一定的市場份額 現(xiàn)在工業(yè)控制機已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，過去專用的封閉式的架構(gòu)迅速被PC技術(shù)的開放式架構(gòu)所取代，其中重要的原因之一就是軟件的兼容性。工業(yè)控制機用戶過去和現(xiàn)在都希望使用與所熟悉的桌面PC機相同的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具，這就導(dǎo)致了開放式桌面PC在工業(yè)環(huán)境中的直接應(yīng)用。然而，桌面PC機技術(shù)是面向每年2000億美元的商用機市場的，而不是相對比較小的工業(yè)計算機市場的，它不具備工業(yè)級性能：抗強震動、沖擊、高溫、潮濕和具有快速修復(fù)能力（MTTR一般小于5分鐘）。由桌面PC技術(shù)衍生的ISA總線加固型計算機在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。 1992年6月，Intel公司開發(fā)了快速的開放式PCI總線規(guī)范，作為局部和低層次的內(nèi)部處理器總線。在兩年之內(nèi)幾乎每個處理器制造商都將PCI作為計算機內(nèi)部芯片級互連總線，而且自然地發(fā)展成了板互連總線。1995年6月PCI SIG正式公布了PCI 局部總線規(guī)范 2.1版，同時PICMG推出了個標(biāo)準PCI/ISA無源背板總線標(biāo)準，這樣，加固性PCI/ISA總線工控機問世了。目前，PCI/ISA工控機主要制造商有：Texas Microsystems、 Teknor Industrial Computers、Industrial Computer Source、Trenton Terminals、I-Bus 以及臺灣的衍揚（AAEON）、研華（ADVANTEC）、磐儀（Arbor）、大眾、北京康拓等公司。 雖然加固型工控機對基于大母板的桌面機進行了工業(yè)化改造，但其背板技術(shù)仍然存在許多缺點：不良的熱設(shè)計、不良的連接方式、不標(biāo)準的模板尺寸和有限的PCI插槽數(shù)（大4個）等。雖然可維護性和可靠性得到了改進，但仍然不能滿足工業(yè)控制要求。目前PCI/ISA工控機主要做控制系統(tǒng)的檢測和管理機使用。
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