晶創談典型PC總線工控機組成（三）

三、CPU卡

1. CPU卡的基本功能與分類

CPU卡也就是主板，基本功能是執行程序和處理數據，是計算機系統的核心。CPU卡所 具有的功能是發展變化的，因CPU的不同而不同。CPU卡可簡單得只裝有CPU及其支持部件，也可復雜到一個功能完善的PC板。它提供標準的系統功能擴展總線，如PCI、ISA等?？梢酝ㄟ^底板供電或直接供電，具有標準的機械結構PICMG、Compact PCI等。

一般的家用計算機也會有主板，但是工業級主板是將很多的功能集合在一起，并且將Slot也做在一起，形成了主板和擴展槽在一起的情形。工業用的主板一般被稱為單板主板，和擴展用的背板是分開的。主板的外觀如圖2-4所示(Advantech PCA-6185)。

工控機主板一般均設計了看門狗功能，支持遠程喚醒，自動復位;工作溫度0——600°C;低功耗，zui大時為5W2. 。

工控機主板均采用*的設計、制造、檢測工藝，以提高*運行時間。

現在的工業計算機主板采用All-In-One的設計，也就是將所有可能的功能都做在一個主板中，用戶不需要另外再去連接其他的接口，即可很快地組合及使用一部計算機。例如顯示卡、網卡、110卡、USB等的功能芯片均已含在其中，這樣的設計也使得單板主板可以在zui小的空間就可以擁有zui大zui多的功能。

IPC的CPU卡有多種，可根據安裝方式、尺寸、處理器(CPU)性能、接口和主板結構等 進行分類。

(1)從安裝來分，工控機的CPU主板通常有兩種形式，一種是插卡型的，即CPU做成插卡形式插在機箱底部的無游、底板上;另一種是母板型，即CPU做成有源的大底板直接安裝在機箱底部。不論哪一種形式，可靠性僅取決于主板本身的性能指標和質量，而與主板的形式無關。工控機的CPU主板，除了能達到一些工業安全和防電磁場輻射等標準外，允許的工作環境溫度和平均*時間是兩項重要指標。工控機的CPU主板一般應能在0°C——600°C的溫度下工作，平均*時間一般應超過5萬小時，即至少在5年以上。

(2)從尺寸分， CPU卡有長卡CPU卡、短卡CPU卡、嵌入式CPU卡3種。長卡CPU卡 與底板采用PICMG總線，速度快，性能高，支持的CPU速度也較半長卡高，連接底板可擴展ISA卡和PCI卡，如果系統要求高速度或需使用PCI卡，就必須選用長卡CPU卡。短卡CPU 卡與底板采用ISA總線，體積小，連接底板只能擴充ISA卡，適用于速度要求不高、不使用PCI卡的系統，對于體積小的系統也可選用半長CPU卡節省空間;嵌入式CPU_卡采用單板結 構，單+5V電源低功耗，擴展槽有限，但功能完善，適用于嵌入式系統。

(3)從CPU性能來分，主要有制86、80586、Pentium II 686、Pentium 4 CPU卡， 8例86的 速度zui慢，性能比較低，適用于速度要求比較低的系統。

(4)從接口分，有集成VGA、LCD、Network、DiskOnChip、PC/104、IDE、FDD、USB、COM等接口的全功能CPU卡;有些CPU卡沒集成網絡功能;有些CPU卡沒有PC/I04功能接 口。在選用CPU卡時，并不是功能越多越好。在滿足系統要求和預留升級的情形下，功能越少越好。因為功能越多，卡的可靠性就越低，相反功能越少，卡的可靠性就越高。

(5)從主板結構分，有ATX、Mini ATX、Micro ATX、LPX、Mini LPX、NLX、Flex ATX.還有比較新的MiniITX等結構。

ATX結構是In公司于1995年7月提出的。ATX結構屬于一種全新的結構設計，能夠 更好地支持電源管理。在主板設計上，由于橫向寬度增加，可讓CPU插槽安放在內存插槽旁邊，這樣在插長卡時就不會占用CPU的空間，而且內存條的更換也更加方便。軟硬盤連接口從主板的邊沿移到了中間，這樣安裝好以后離機箱上的硬盤和軟驅更近，方便了連線，降低了電磁干擾。電源位于CPU插槽的右側，利用電源單邊托架風扇，可以直接給CPU及機箱內元件散熱。大部分外設接口集成在主板上，有效降低了電磁干擾，并改善了各種設備連線爭用空間的情況。
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