上(shang)期(qi)我(wo)們(men)討(tao)論(lun)了(le)工(gong)控(kong)機(ji)在(zai)體(ti)積(ji)方(fang)麵(mian)的(de)設(she)計(ji)，由(you)於(yu)使(shi)用(yong)方(fang)式(shi)的(de)不(bu)同(tong)，大(da)致(zhi)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)上(shang)架(jia)式(shi)和(he)壁(bi)掛(gua)式(shi)兩(liang)大(da)類(lei)。這(zhe)期(qi)我(wo)們(men)會(hui)來(lai)討(tao)論(lun)一(yi)下(xia)工(gong)控(kong)機(ji)內(nei)部(bu)機(ji)構(gou)設(she)計(ji)的(de)理(li)念(nian)。
早期的工控機就是一個質量更好的PC。但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)，工(gong)控(kong)機(ji)架(jia)構(gou)有(you)了(le)本(ben)質(zhi)上(shang)的(de)變(bian)化(hua)，根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)的(de)變(bian)化(hua)，演(yan)變(bian)成(cheng)了(le)現(xian)在(zai)流(liu)行(xing)的(de)底(di)板(ban)加(jia)插(cha)卡(ka)的(de)架(jia)構(gou)。這(zhe)種(zhong)架(jia)構(gou)主(zhu)要(yao)有(you)如(ru)下(xia)的(de)優(you)點(dian)：
維護時間減少：
隨sui著zhe工gong控kong機ji被bei大da量liang用yong於yu工gong業ye現xian場chang，基ji於yu母mu板ban的de係xi統tong是shi不bu靈ling活huo的de，為wei了le修xiu複fu或huo更geng新xin係xi統tong需xu要yao更geng換huan整zheng個ge母mu板ban。更geng換huan母mu板ban需xu要yao在zai母mu板ban拿na走zou之zhi前qian把ba所suo有you的de插cha卡ka和he電dian纜lan都dou拔ba掉diao。這zhe就jiu導dao致zhi修xiu複fu或huo更geng新xin時shi係xi統tong停ting機ji時shi間jian增zeng加jia，這zhe在zai工gong控kong現xian場chang是shi不bu可ke接jie受shou的de。
因此工程師們想到另外一個方法，取消母板架構，而把核心的CPUchulidanyuanzuozaiyizhangchakashang，qitadekuozhanjiemianzezuozaidibanshang，dibanshiyouyixielianjieqihewuyuanqijianzuchengde。zhezhongjiegoushidexitonggengxinhexiufujiandanerqietingjishijianzuishao。zhezhongshejilinianyingxianglezhenggegongkongjidefazhan。xianzaiwomenECG事業群的PC104總線技術的嵌入式小板也和這種理念有異曲同工之妙。
研華第一款BP架構的產品出現在1991年，早期由於沒有PCI總線，該款產品是基於ISA總線的。後來PCI總線技術成為PC技術的主流時，1994年，PICMG組織及時在無源底板結構中導入了PCI技術，製定了基於ISA/PCI技術的PICMG1.0標準。
PICMG1.0標準 極佳的擴展性
PICMG1.0標準除了上文所闡述的係統更新和修複時間短的主要優點外，還存在另外一個主要優點：具有極佳的擴展性。
工業現場使用工控機做控製核心，會接上多種擴展卡，擴展卡以早期的ISA卡、主流PCI卡為主，比如我們研華IAG部門的多種采集卡和測量卡。而視用戶需求，所使用的ISA、PCI槽也不同。舉例來說，某些傳統的數控機床廠家，為保障其早期在ISA技術上的投資，會采用傳統的ISA控製卡為主。而一些從事視頻監控的廠家，由於ISA帶寬根本無法滿足苛刻的視頻帶寬需要，必然要采用PCI視頻捕捉卡，但是也許會同時選擇幾個ISA界麵的IO卡配合攝像頭雲台使用。因此用戶對ISA和PCI插槽的需求多種多樣。
傳統的商用母板上PCI、ISA數量固定，早期主板由於麵積所顯，一般僅提供3個PCI，3個ISA槽，後來ISA在民用市場麵臨淘汰，因此諸多商用主板廠商基於成本考量，取消ISA槽，或僅提供一個ISA槽。因此對於工控用戶的多樣性，商規主板提供的槽數難免捉襟見肘。PICMG1.0無源底板標準最高可提供20槽，所提供的ISA、PCI數量也可根據用戶需求隨意調整。 優秀的散熱特性
此外采用PICMG1.0架構也有助於整體係統的散熱，係統的風流圖如下：
4U上架機箱的散熱設計
商用PC的散熱風道設計
當dang然ran，底di板ban加jia插cha卡ka的de物wu理li架jia構gou還hai有you一yi些xie缺que陷xian，例li如ru，金jin手shou指zhi處chu容rong易yi氧yang化hua，槽cao部bu位wei容rong易yi在zai振zhen動dong的de情qing況kuang下xia鬆song動dong，因yin此ci不bu太tai適shi應ying那na些xie具ju有you腐fu蝕shi性xing和he振zhen動dong性xing的de環huan境jing下xia。對dui於yu這zhe些xie情qing況kuang，業ye界jie推tui出chu了le基ji於yuPICMG2.0規範的CompactPCI技術，但由於價格、開發難度等因素，CompactPCI在一段時期內較難進入主流市場。因此研華針對這種情況推出的工業母板係列作為補充（後文會來探討工業母板的市場）。 這篇文章我們主要討論了無源底板加插板架構（BP）的優勢。主要是在維護難度時間、擴展性、散熱性等三個方麵。下期我們將會繼續討論研華工控機箱在散熱方麵的改進。
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