在關於工業板卡、單板計算機（SBCs）以及嵌入式控製的文章中經常提到一個術語“標準結構”，其qi具ju體ti意yi思si是shi指zhi相xiang關guan產chan品pin的de形xing狀zhuang及ji物wu理li尺chi寸cun。然ran而er在zai實shi際ji應ying用yong中zhong，精jing確que的de術shu語yu往wang往wang晦hui澀se難nan懂dong。因yin此ci，其qi他ta一yi些xie可ke互hu換huan使shi用yong的de概gai念nian也ye被bei用yong來lai描miao述shu板ban卡ka產chan品pin的de標biao準zhun結jie構gou，包bao括kuo：結構，總線，占用麵積，版式，模塊，平台，協議，規格，標準等。
yibanlaishuo，gongyebankabiaozhunjiegouzhongdechangduyukuanduzhibixiangduijiaoxiao。zhuanjiabiaoshi，zhengfangxingdewaixingyouzhuyujianshaobankadezhendongyuchandong，qiezhezhongwaixinganzhuangbijiaolaogu。dangchanpinchaoguoguidingmianjishi，xuanzebutongdewaiguanchicunhuidailaiqitatedingdeshuxing。yidingdebiaozhunjiegouxiandinglebankakeyongkongjianneidejibenanzhuangqingkuangyugongneng。yubankabiaozhunjiegouxiangguandedianxingbufenbaokuojixiebuzhi，lianjieqi，shuru/輸出（I/O）區域等。而嵌入式控製在板卡標準結構中的空間，供電，可靠性等方麵有特殊的考慮。
buguanniruhechenghutamen，biaozhunjiegoudeyingyongjianhualekaifarenyuandegongzuo。tongshizheyeweijixiezhizaoshangjiqikehuduiyutongyongchicunyuguigedechanpindechangqikehuodexingtigongleyidingdebaozheng。
雨傘模擬法
標準結構的分類方法之一是將電腦板卡標準用一個傘麵型視圖表示。板卡標準的各個要素，如機械尺寸、I/O性能、與其它板卡的擴展接口，安裝以及一定的電氣參數等，則由傘麵上的扇形表示。這一分類方法是由WinSystems公司的副經理Robert Burckle提出的。“那麼，扇形的麵積就表示標準結構各要素”Burckle說，“一些規範相比而言更為詳細，因為它們描述了供電、I/O接口、擴展連接器的安裝位置，以及禁止使用區域和其他一些機械問題。”
連接器，I/O端口甚至安裝孔都經常作為標準結構的一部分來考慮。“對這些標準結構要素的規定可以統一不同廠家生產的板卡產品，以便減少這些產品在配接電纜、選擇外殼或與其他係統集成時所可能遇到的困難。”Burckle同時表示，“但是，‘標準結構’的概念並不包括電氣特性，操作部分，處理器及其他可能應用到的芯片。”
通用工業計算機用板卡標準具有特殊的功能，Burckle解釋說：“舉個例子來說，VME和CompactPCI可擴展為總線或母板係統；PC/104、EPIC及EBX具有自存儲的I/O模塊，那麼就沒有必要安裝在支架或母板上。”
嵌入式係統供應商Kontron北美公司的產品經理Derrick Lavado也同意嵌入式及工業用板卡標準結構的通用屬性應包括I/O端口的位置、擴展口、元器件高度，以及安裝孔的位置。“對dui於yu一yi個ge係xi統tong工gong程cheng師shi來lai說shuo，這zhe些xie屬shu性xing是shi必bi需xu充chong分fen考kao慮lv到dao的de，這zhe能neng幫bang助zhu係xi統tong工gong程cheng師shi將jiang產chan品pin設she計ji為wei用yong戶hu更geng為wei熟shu悉xi的de結jie構gou，以yi減jian少shao產chan品pin投tou入ru市shi場chang的de周zhou期qi。同tong時shi，在zai技ji術shu革ge新xin的de過guo程cheng中zhong，這zhe一yi做zuo法fa為wei產chan品pin的de升sheng級ji提ti供gong了le一yi個ge途tu徑jing。”
Lavado認為除物理尺寸外，I/O端口是標準結構中最重要的屬性之一。舉例來說，對於PC/104、EBX及其他標準結構，其標準互連端口（LAN，並行接口，USB，PS/2等）的安裝位置已經確定。I/Ojiekouweiyuyuxianshedingdetebieweizhi，yibianzaicijichushangjinyibushixianqitagongneng。tatongshihaitidaoleyuyixiebiaozhunjiegouyouguandeyuanqijiangaoduxianzhiwenti。biruPC/104，它采用的是可堆疊式的擴展理念。因為I/O模塊往往處於所有堆疊模塊的最頂層，而最底層則是CPU模塊，所以每個堆疊模塊之間的最小間隙必須得到保證；同時，這樣做也可以解決整個係統的散熱問題。
普及=使用壽命
“最普及的標準結構往往具有以下特征：在一個狹小的範圍內集成了高性能的CPU/芯片集，”Lavado繼續說到。在他看來，PC/104就屬於這類產品。“PC/104模塊與緊湊型外殼一起應用時，其安裝方式非常靈活。所有的I/O端口都從板上通過電纜引出，使得遠程I/O的位置能夠按照設計要求靈活改變。”今天，典型的PC/104模塊均集成了號稱性能強大，功耗很低的CPU與處理器（比如Intel Pentium M和Celeron M）。
圖1：EPIC 的尺寸介於PC/104 的堆棧格式和EBX 的SBC 格式之間。
在美國國家儀器有限公司，標準結構指的是物理尺寸以及板卡的基本特征。但是，NI儀器控製部門的硬件產品策略經理Tim Fountain建議將一些其他因素如安裝導軌，連接器等添加到這一範疇以內。為了使連接更為方便快捷，界麵連接設備的安裝位置是非常重要的。
NI對於板卡產品在係統應用中的長期可獲得性以及可靠的技術支持非常重視，並以此為基礎將板卡的全麵結構、標準與其標準結構緊密地結合起來。Todd Walter，工業測量及控製部門的團隊經理表示：“我們傾向於使用詳細明確的製板標準，這些標準能夠在最大程度上支持產品開發，並且能夠詳細說明產品的標準結構。”工業係統要求板卡具有較長的生命周期，且相關配件必須在較長時間內都能買得到。此外，Walter還解釋說，NI從一個更高的、平台水平的角度來考慮標準結構，他們所采用的標準結構可以滿足顧客的不同要求，如：散熱性能，低功耗，防震動，多資源性等。
NI公司的工作涉及到多種標準結構，包括CompactPCI，PCI Express及其他PCI類型等。如PXI型，就是NI公司開發的專門用於儀表的PCI擴展接口。NI公司為這一類型PXI板的測試和測量應用提供了定時，觸發，同步等信號功能。
與NI公司相同，WinSystemsyeqiangtiaolebiaozhunjichanpinchangqikehuodexingdezhongyaoxing。zuiguanjiandeyidianshichanpinshejibixujiyujingguorenkedebiaozhun，bingqieyuduojiajibengongyingshanghezuo，yibaozhenggongyingdechangqixing。“10到15年的使用周期在工業產品及係統中並不少見。”Burckle說到。基於標準的標準結構同時還意味著元器件互操作性的增加，以及對軟件工具的更有效的應用。
尺寸，應用問題
VITA（VMEbus International Trade Organization）公司的執行董事，Ray Alderman先生認為產品的應用情況決定了其板卡標準結構的選擇。VITA是一個非贏利供應商/用戶組織，其宗旨在於促進VMEbus相關標準與開放式處理技術的發展。
板卡的尺寸決定了可以安裝在上麵的連接設備的數量。如果外形尺寸非常小，那麼就限製了I/Odiankenengdeshuliang。danshi，zaijiandandegongyeyingyongzhong，birupenshesumofadekongzhiqi，jiaoxiaodewaiguanchicunjiunengmanzuqigongnengyaoqiu，yingweizhezhongkongzhiqisuoxuyaodeI/O點相對較少，Alderman解釋道。隨著應用越來越趨向於事件驅動，伴隨著對高端應用成熟界麵的需求，所需要的I/O點的數量也相應增加，比如機器視覺或動作控製等。較大的外形尺寸可以在其空間內容納以上需求，並能滿足特殊應用的要求。
在現在的工業應用中，涉及到了多種標準結構；此ci外wai，隨sui著zhe時shi間jian的de過guo去qu，更geng多duo的de標biao準zhun結jie構gou會hui被bei開kai發fa出chu來lai。以yi下xia介jie紹shao幾ji個ge在zai工gong業ye或huo嵌qian入ru式shi控kong製zhi應ying用yong中zhong經jing常chang涉she及ji到dao的de標biao準zhun結jie構gou，它ta們men都dou是shi由you某mou一yi協xie會hui或huo組zu織zhi提ti出chu的de。
CompactPCI
這是一個基於標準PCI（Peripheral Component Interconnect）規範的工業總線標準；歐洲標準卡包裝，分為兩種基本尺寸：3U（100x160mm），這種尺寸具有一個220針的連接器；6U（233x160mm）型則最多可以擴展至3個2mm針孔連接器。CompactPCI板卡安裝在底盤的前部，這樣的結構使得I/O點可以從前麵或後麵兩個方向引出。板卡為垂直安裝方式，散熱性良好；防震動等性能也比較優秀。
CompactPCI被設計為在嚴酷的環境中使用――工業自動化，實時機器控製/數據采集，儀表，以及軍用係統等等。CompactPCI由國際工業計算機製造者聯合會（PICMG）提出。這一協會擁有超過350家工業計算機產品供應商，這點確保了客戶能夠長期得到生產商的技術支持。
EBX
Embedded Board, eXpandable（EBX）是一種5.75"x8.0"（146x203mm）的嵌入式板卡，這種標準結構足夠容納下一台單板計算機（SBC）及其操作係統。同時，EBX板卡又能被輕鬆的安裝到嵌入式應用係統狹小的內部空間中。一般來說，EBX板卡容納了CPU，存儲器，海量存儲界麵，顯示控製器，並行/串行接口，以及其他嵌入式SBC所要求的係統組成部分。該標準結構還利用工業標準模塊為用戶提供了多種係統擴展方式，支持可疊加的PC/104，PC/104-Plus，及PCI-104規範。這使得EBX具有數量眾多的標準擴展接口。該板卡還預留了I/O端口區域，並精確的規定了連接器與安裝孔的位置。為了標準化各種接口和元器件的布置，整個EBX板卡被分為10個區域。每個區域（A到J）對應的元器件最大允許高度從0.5"到1.5"不等。區域劃分作為一個指南，可以使不同供應商的產品和包裝之間的互用性更強。EBX標準由PC/104嵌入式聯盟負責開發，2.0版是其最新版本。
EPIC
工業計算機嵌入式平台（EPIC）被設計為應用於如下情況：EBX的標準結構大於需求的尺寸，而PC/104的標準結構又太小，不能滿足I/O接口數量及電纜的要求（具體參照尺寸對照表）。這種規格的主要特點是為工業及其他複雜應用中所需要的速度更快的處理器和數量更多的I/O接口提供了更多的空間。EPIC可以容納下更大的處理器及其散熱片，並且能夠將本來需要多個PC/104模塊才能實現的功能集成在一個單板計算機上。EPIC標準格式對主板及擴展板上的擴展插槽（針對“104”規格），總(zong)線(xian)連(lian)接(jie)設(she)備(bei)及(ji)安(an)裝(zhuang)孔(kong)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)了(le)詳(xiang)細(xi)說(shuo)明(ming)。為(wei)了(le)標(biao)準(zhun)化(hua)各(ge)種(zhong)接(jie)口(kou)和(he)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)布(bu)置(zhi)，該(gai)標(biao)準(zhun)結(jie)構(gou)同(tong)樣(yang)將(jiang)板(ban)卡(ka)上(shang)的(de)空(kong)間(jian)分(fen)為(wei)幾(ji)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)區(qu)域(yu)（具體參照區域空間表）。除“高空間占用CPU及供電區域”外，其他區域都對所能安裝的元器件的最大高度作了規定。而“高空間占用CPU及供電區域”內主要安裝處理器及其散熱風扇或散熱片，還有就是供電單元及供電接口。EPIC還對3個I/O端口的區域進行了定義，這3個區域主要功能是安裝“104擴展板”與EPIC模塊之間可能使用的匹配連接器和電纜的接口。EPIC標準同樣由PC/104嵌入式聯盟負責開發，其最新版本為2.0.5。超過20家生產商在從事EPIC板卡的生產工作，而且這個數字還在不斷的增加。
PC/104
PC/104的定義為“嵌入了PC物理及電子接口標準的小型標準結構”。根據PC/104聯盟的說法，開發PC/104是為了解決用戶的以下要求：即(ji)如(ru)何(he)在(zai)有(you)限(xian)的(de)空(kong)間(jian)內(nei)將(jiang)微(wei)型(xing)計(ji)算(suan)機(ji)嵌(qian)入(ru)到(dao)產(chan)品(pin)及(ji)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)中(zhong)去(qu)。開(kai)發(fa)該(gai)標(biao)準(zhun)結(jie)構(gou)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)目(mu)的(de)，那(na)就(jiu)是(shi)使(shi)得(de)板(ban)卡(ka)的(de)生(sheng)產(chan)簡(jian)單(dan)化(hua)，避(bi)免(mian)因(yin)定(ding)製(zhi)產(chan)品(pin)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)額(e)外(wai)費(fei)用(yong)。PC/104通過可堆疊模塊來實現與PC總線在結構、硬件、軟件上的兼容性。這些板卡模塊共有2種類型，分別為 8-bit和16-bit，分別對應於PC和PC/AT總線。PC/104進一步指定了兩種總線選擇以減輕狹小的嵌入空間的約束。根據總線連接接口是否貫穿模塊，這兩種總線分別被定義為“堆疊貫穿”和“非堆疊貫穿”。一個堆疊中可以同時存在8位模塊和16位模塊。
據說大約有160家跨國公司生產基於PC/104標準的產品。最新版本為2.5。
PXI
PXI是一種模塊化的測量及自動控製儀器平台，其應用場合大多要求粗糙的工業標準結構。據PXI係統聯盟（PXISA）介紹，PXI將CompactPCI的標準PC技術與集成定時觸發性能結合起來，其性能比舊結構的產品提高了10倍。PXISA主要從事PXI標準的開發與推廣工作。美國國家儀表有限公司對CompactPCI技術進行擴展，開發出了PXI標準，所以PXI的標準結構與CompactPCI的標準結構是一致的。
圖2：EPIC 提供三個I/O 區域（1A、1B，2 和3）來連接不同用途的I/O 設備。PC/104的擴展模塊提供了I/O 的更多選擇。
VME
作為一個擁有20年以上曆史的標準，VME――嵌入式電腦的開放性工業標準結構在應用中依然占有主導地位，這一優勢在軍事及國防應用方麵特別突出。（VME是“VersaModule Europa”的縮寫，雖然對這一技術存在多種稱呼。） VME最早由VITA發起，它建立了8位、16位及32位並行總線計算機的框架結構，使得單處理器或多處理器係統的實現成為可能。VME的機械構造主要基於IEC60297標準及IEEE1101.1標準，也被稱之為歐洲標準卡結構。VME板卡有兩種標準化了的型式：單倍高度（3U），主要用於空間限製及震動環境中；兩倍高度（6U），采用這一規格，當板卡空間有空餘時，允許安裝更多的元器件。
Eurocard連接
實際上，許多流行的工業標準結構，如CompactPCI,、PXI、VME等，其物理結構都是由Eurocard衍變而來。歐洲標準卡（Eurocard）機械標準（IEEE1101.10）為板卡及配線架的模塊尺寸作了全麵的規定；但是在所有的規定尺寸中，僅有相少量以產品
的方式實現。
可能最知名的是3U與6U板卡尺寸，這裏的U是指麵板高度尺寸。1U等於1.75櫻?4.45mm）。板卡高度較橋架高度要小，這樣可以為板卡導軌和麵板留出空間。實際上3U板卡的高度是100mm，而6U板卡的高度則為233.35mm。
模塊化歐洲標準卡的深度從100mm開始，每個規定深度之間的差為60mm。
板ban卡ka產chan品pin有you很hen多duo的de標biao準zhun規gui格ge，但dan是shi在zai實shi際ji工gong業ye應ying用yong中zhong僅jin有you少shao量liang能neng夠gou成cheng為wei穩wen定ding的de通tong用yong結jie構gou。所suo以yi，要yao想xiang得de到dao用yong戶hu與yu市shi場chang的de認ren可ke，是shi要yao經jing過guo時shi間jian的de考kao驗yan的de。而er產chan品pin長chang期qi可ke用yong性xing的de名ming譽yu也ye是shi要yao通tong過guo時shi間jian來lai驗yan證zheng的de。 |
