Care sunt caracteristicile plăcilor de bază industriale ARM?
Plăcile de bază industriale ARM au performanță ridicată, costuri reduse și consum redus de energie. Sunt utilizate pe scară largă în automatizări industriale, HMI, robotică, terminale de vânzare cu amănuntul, redare media, stații de încărcare și alte domenii.
Caracteristicile plăcilor de bază industriale ARM sunt următoarele:
1. Fiabilitate și stabilitate ridicate
În aplicațiile de control industrial, performanța stabilă și fiabilă este o cerință fundamentală în cazul în care plăcile de bază industriale ARM dețin avantaje distincte. În primul rând, ca sistem cu un singur cip-, plăcile de bază industriale ARM necesită doar câteva circuite periferice pentru a funcționa fără probleme. În al doilea rând, cu o putere termică scăzută, ele elimină nevoia de ventilatoare și atenuează preocupările legate de temperatură care afectează performanța. Ele pot funcționa continuu ani de zile. În cele din urmă, procesorul și memoria sunt la bord, îndeplinind cerințe stricte de mediu, cum ar fi intervale largi de temperatură și rezistență la vibrații.
2. Funcționalitate robustă
În comparație cu microcontrolerele, plăcile de bază industriale ARM se extind cu ușurință prin intermediul magistralelor. În comparație cu plăcile de bază industriale X86, plăcile ARM se potrivesc din ce în ce mai mult cu capacitățile lor-cum ar fi acceptarea mai multor porturi COM, porturi USB și afișaje. În comunicațiile video multimedia și de date, acestea sunt în esență la egalitate cu plăcile de bază industriale X86.
Placi de baza industriale ARM
3. Viteză mare de procesare
Procesoarele ARM sunt microprocesoare RISC care oferă o eficiență superioară de procesare a datelor și instrucțiunilor, îndeplinind majoritatea cerințelor de control industrial și dispozitive terminale inteligente de pe placa de bază. În plus, datele de pe plăcile de bază industriale ARM sunt de obicei stocate în memoria Flash, care utilizează format binar. Datele externe nu pot fi copiate direct din datele interne, asigurând o securitate robustă a datelor.
4. Ciclu de dezvoltare scurt și flexibilitate ridicată
Ciclul de dezvoltare hardware pentru plăcile de bază industriale bazate pe ARM-se desfășoară în general în 3 luni, reducând semnificativ costurile de cercetare și dezvoltare și accelerând dezvoltarea produselor pentru clienți. În plus, plăcile de bază industriale ARM oferă opțiuni de configurare flexibile, adaptate nevoilor utilizatorului, cum ar fi dimensiunea memoriei, reducerea driverului de sistem, reducerea cipurilor periferice și încărcarea software-ului de sistem. Acest lucru reduce substanțial costurile clienților, sporind în același timp eficiența și performanța generală a întreținerii sistemului.
Diferențele dintre plăcile de bază industriale și plăcile de bază comerciale
În funcție de utilizarea prevăzută, plăcile de bază pot fi clasificate în plăci de bază industriale și plăci de bază comerciale. Plăcile de bază comerciale sunt utilizate în principal în computerele de acasă și de birou, în timp ce plăcile de bază industriale sunt implementate în principal în medii industriale. În consecință, plăcile de bază industriale și comerciale prezintă diferențe semnificative de design.
1. Cicluri de viață diferite
Conform Legii lui Moore, plăcile de bază comerciale sunt de obicei actualizate după 2 până la 3 ani de utilizare. Piața plăcilor de bază comerciale acordă prioritate următoarelor valori țintă: viteză mare, performanțe superioare de grafică și jocuri și costuri reduse.
În comparație cu computerele comerciale, computerele industriale funcționează în scenarii de utilizare foarte diferite și servesc unor scopuri distincte. În aplicațiile industriale, fiecare dispozitiv are de obicei sarcini și aplicații operaționale fixe. Odată ce aplicația este definită, viteza necesară și capabilitățile de procesare grafică ale computerului industrial pot fi determinate fără a fi nevoie de upgrade-uri constante. În comparație cu viteza și prețul, clienții industriali pun un accent mai mare pe funcționarea stabilă pe termen lung-. Plăcile de bază industriale au în general o durată de viață de 5 până la 8 ani.
2. Diferențele în materialele componentelor electronice
Plăcile de bază sunt plăci de circuite imprimate (PCB), iar nucleul PCB-urilor este format din diferite componente electronice. Ciclurile de service diferite ale plăcilor de bază industriale și comerciale duc la contraste puternice în selecția componentelor electronice.
În comparație cu plăcile de bază industriale, plăcile de bază comerciale au cerințe mai mici pentru stabilitatea produsului și mediile de operare. De obicei, folosesc materiale comerciale-de calitate pentru componente-sensibile la timp. De exemplu, condensatorii electrolitici obișnuiți sunt utilizați pe scară largă în plăcile de bază comerciale. Acest lucru servește la două scopuri: satisfacerea pieței comerciale și reducerea costurilor plăcii de bază.
Componentele plăcilor de bază industriale trebuie să reziste la o gamă largă de temperaturi (-40°C până la 80°C) pentru a asigura o funcționare fiabilă în medii solicitante (funcționare continuă prelungită, vibrații, praf, radiații etc.). În plus, componentele plăcii de bază industriale trebuie să reziste la temperaturi ridicate și umiditate. Pentru a satisface cerințele aplicațiilor, plăcile de bază industriale folosesc condensatoare electrolitice cu cip de înaltă calitate, condensatoare cu tantal și condensatoare ceramice. Acesta este unul dintre motivele pentru care plăcile de bază industriale costă mai mult decât cele comerciale.
3. Diferențele PCB
Plăcile de bază comerciale folosesc un design PCB cu patru-straturi. De obicei, plăcile de circuite PCB sunt împărțite în patru straturi. Straturile de sus și de jos servesc ca straturi de semnal, în timp ce cele două straturi din mijloc funcționează ca planuri de masă și de putere. Avioanele de sol și de putere sunt poziționate central. Plăcile de bază industriale folosesc modele PCB cu șase sau mai multe straturi, proiectate special pentru a spori rezistența plăcii la interferența electromagnetică (EMI) și compatibilitatea electromagnetică (EMC), îmbunătățind astfel stabilitatea generală.
4. Diferențele CPU
(1) Consumul de energie
Plăcile de bază industriale utilizează de obicei procesoare cu putere redusă-pentru a rezista la mediile dure comune în aplicațiile de control industrial.
(2) Proiectarea circuitelor
Plăcile de bază industriale trebuie să găzduiască intervale largi de temperatură și tensiune în aplicațiile industriale, având o toleranță mai mare la tensiune decât plăcile comerciale-funcționând de obicei între 9-36 V. Acest lucru necesită un aspect mai precis al circuitului și un design pentru CPU.
(3) Rezistență EMI diferită
Plăcile de bază comerciale sunt supuse numai testării EMC comerciale, rezultând o rezistență EMI mai mică. Plăcile de bază industriale necesită rezistență ridicată la EMI și trebuie să treacă EMI, EMC și alte teste și certificări.
5. Programarea producției și procesele de testare
Plăcile de bază industriale sunt adesea dezvoltate pentru aplicații specifice și pot fi potrivite doar pentru anumite utilizări. În consecință, domeniul lor de aplicare este limitat, în timp ce plăcile de bază comerciale vizează piețele naționale și pot fi produse în loturi foarte mari. Datorită considerentelor de volum, alocarea costurilor pentru programarea producției plăcilor de bază industriale este semnificativ mai mare decât pentru cele comerciale. Acesta reprezintă un alt factor care contribuie la diferența de preț între plăcile de bază industriale și comerciale.
Plăcile de bază comerciale sunt supuse în principal trei procese de inspecție: ICT, FUTION și MANU. Înainte ca plăcile de bază industriale să intre în producție, acestea trebuie să treacă mai multe proceduri riguroase de testare, de obicei variind de la T5 la T7. Dincolo de ICT, FUTION și MANU, sunt necesare teste suplimentare pentru temperatură, vibrații, siguranță și alți parametri pentru a asigura calitatea fiecărei plăci de bază industriale.
6. Alte considerații
(1) Plăcile de bază industriale acceptă mai multe interfețe
Acestea pot suporta simultan PCI, PCIe, Mini PCIe, mai multe porturi COM, mai multe porturi USB, magistrale GPIO încorporate, capacități de afișare duală, interfețe HDMI, DVI, VGA și LPT. Cardurile cu lungime completă-poate fi asociate cu backplane pentru a accepta mai multe extensii ISA, PCI și PCIe.
(2) Plăcile de bază industriale au funcții de protecție
Prin proiectare specializată, plăcile de bază industriale permit repornirea automată a watchdog-ului și protecția împotriva supratensiunii în condiții anormale, cum ar fi oprirea sistemului. Acest lucru asigură pe deplin cerințe de stabilitate ridicate în medii dure.