商用主板與工控主板區(qū)別

1、商用主板與工控主板的主要區(qū)別 及研華工控主板與常規(guī)工控主板差異根據(jù)用途的不同，通常計(jì)算機(jī)主板會(huì)分為商用主板與工控主板兩大類。商用主板主要面向家用及辦公電腦的電腦主機(jī)使用，工控主板主要面向工業(yè)設(shè)備使用，如：自助終端設(shè)備、儀器儀表設(shè)備、車載設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備、軍用電子設(shè)備、航空航天設(shè)備，等；正由于這些不同的使用用途，所以商用主板與工控主板在設(shè)計(jì)上就會(huì)有比較大的不同，研華科技作為全球最大的工控主板提供商，在工控主板上也有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)區(qū)別于常規(guī)工控主板廠商。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用壽命不同計(jì)算機(jī)的發(fā)展史及發(fā)展速度，基本上受控制在英特爾（Intel）公司。按照英特爾創(chuàng)始人戈登摩爾在1

2、965年提出著名的“摩爾定律”的表述：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)發(fā)展的速度。圖示：摩爾定律與1971-2011年實(shí)際發(fā)布產(chǎn)品的比較圖正是由于計(jì)算機(jī)速度的飛速發(fā)展，個(gè)人電腦及商用電腦通常在使用2到3年后就會(huì)更新?lián)Q代。所以商用主板通常的設(shè)計(jì)使用壽命只需滿足系統(tǒng)運(yùn)行2到3年即可。在商用主板上，市場(chǎng)所追求的目標(biāo)價(jià)值為：速度快、圖形及游戲效果好、價(jià)格便宜。相比工業(yè)計(jì)算機(jī)的使用場(chǎng)景和用途與商用電腦有很大的不同。在工業(yè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，通常每一種設(shè)備都會(huì)有一個(gè)固定的

3、工作內(nèi)容和應(yīng)用，在應(yīng)用確定的情況下，計(jì)算機(jī)的速度及圖形處理能力是可以確定下來(lái)的，并不需要不斷的更新。相比速度與價(jià)格，在工業(yè)領(lǐng)域人們更關(guān)注的是可以長(zhǎng)期的穩(wěn)定的工作。所以工控主板通常的設(shè)計(jì)使用壽命為3到5年。研華工控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用壽命為10年，大大高于常規(guī)工控主板設(shè)計(jì)要求。2. 產(chǎn)品生命周期不同售“摩爾定律”的影響，商用主板每款產(chǎn)品的生產(chǎn)肯定不會(huì)超過(guò)18個(gè)月。并且只有迅速的推出新品，才能跟上商用電腦的市場(chǎng)，不至于被其他主板廠商所淘汰。商用主板推向市場(chǎng)后，僅需要搭配機(jī)箱、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等常規(guī)計(jì)算機(jī)配件后，迅速的就可以提供給消費(fèi)者使用，中間沒(méi)有時(shí)間差。相比工控主板在這點(diǎn)上也有非常大的差別，工控主板

4、用戶通常都會(huì)有一個(gè)最終產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，少則半年，多則1-2年。開(kāi)發(fā)完成后，用戶還希望在市場(chǎng)上能賣的時(shí)間越長(zhǎng)越好，節(jié)省再次開(kāi)發(fā)的費(fèi)用。所以工控主板的生命周期通常在5年左右。研華全線工控產(chǎn)品提供5-7年的長(zhǎng)生命周期供貨。滿足各行業(yè)用戶的生產(chǎn)需要。3. 電子元器件選料等級(jí)不同計(jì)算機(jī)主板就是集成電路板，集成電路板的核心就是各種電子元器件。電子元器件的品質(zhì)直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。所以根據(jù)用途的不同，電子元器件是有詳細(xì)的登記劃分的，如人們常說(shuō)的幾大類：民用級(jí)、工業(yè)級(jí)、軍品級(jí)、航空級(jí)、航天級(jí)。并且每個(gè)等級(jí)中還有小的登記劃分。由于商用主板與工控主板在設(shè)計(jì)使用壽命上的差別，所以在電子元器件的選擇上差別就非常大。商

5、用主板對(duì)元器件選擇要求上一般只需滿足系統(tǒng)運(yùn)行2到3年的使用壽命即可（3年之后大部分已經(jīng)更新?lián)Q代），再加上商用主板對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性及使用環(huán)境的要求比工控主板低，故此追求的是產(chǎn)品的時(shí)效性，以及本身產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，元器件的用料上普遍使用民用級(jí)產(chǎn)品。例如電容，商用主板都是大量使用普通的電解電容，一是出于商用市場(chǎng)產(chǎn)品的使用考慮，二是為降低主板的成本考慮。 圖示：電解電容 圖示：鉭電容工控主板采用的是高質(zhì)量的貼片式的電解、鉭、陶瓷電容 ，即使使用的電解電容，對(duì)其品質(zhì)、性能及壽命要求也遠(yuǎn)高于商用產(chǎn)品。商用主板基本都是大量采用針腳式的大電解電容 ，因?yàn)榇箅娊怆娙莩杀镜?、容值大一個(gè)可以頂多個(gè)貼片或坦電容。從性質(zhì)來(lái)

6、說(shuō)，電解電容穩(wěn)定性不及鉭電容、陶瓷電容高，壽命不及它們長(zhǎng)，耐高溫程度不及它們好。貼片式電容比針腳式電容更加穩(wěn)定。從價(jià)格上，鉭電容比普通的電解電容要貴，且由于鉭電容的電容量較小，使用在主板上時(shí)，需要使用更多數(shù)量的電容，單單鉭電容的成本就是電解電容的幾十倍，這也是導(dǎo)致工控主板比商用主板成本價(jià)格高的原因之一。工控主板選料會(huì)選用經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，高要求驗(yàn)證元器件，用以保證產(chǎn)品在惡劣條件下高可靠性要求。工控主板通常會(huì)根據(jù)主板的不同等級(jí)，選擇相適應(yīng)的元器件產(chǎn)品。如有的需要適應(yīng)環(huán)境（-4080），有的需要保證在振動(dòng)環(huán)境下正常使用，有的需要抗潮濕；4. 電子元器件供貨渠道不同電子元器件供貨渠道不同主要是區(qū)別研華與普

7、通工控主板生產(chǎn)廠家。通常工控主板的產(chǎn)量要比商用主板的產(chǎn)量低的多。普通工控主板廠家的產(chǎn)量與研華相比差的就更多了。由于產(chǎn)量低、生產(chǎn)品種不固定，所以是無(wú)法直接向電子元器件生產(chǎn)廠家訂貨，只能選擇電子市場(chǎng)。深圳是全球最大的電子元器件集散中心，國(guó)內(nèi)主要的工控主板公司及生產(chǎn)工廠都集中在此，正式看中了原料采購(gòu)的便利性和價(jià)格便宜。但深圳市場(chǎng)采購(gòu)的電子元器件也有弊端：1) 由于電子市場(chǎng)每批貨的來(lái)源千差萬(wàn)別，產(chǎn)品一致性差。2) 很多不同等級(jí)的元器件在外觀上是無(wú)法區(qū)別的，但價(jià)格確相差幾十倍，這就給不法商人有機(jī)可鉆。產(chǎn)品以次充好，人為提高產(chǎn)品等級(jí)，芯片打磨，等造假現(xiàn)象嚴(yán)重。3) 會(huì)買(mǎi)到庫(kù)存產(chǎn)品。（有些電子元器件即使不焊

8、接使用，長(zhǎng)期存放也會(huì)自然失效。）研華的電子元器件采購(gòu)都不是來(lái)自于電子市場(chǎng)，有完整的供應(yīng)鏈管理體系。圖示：研華供應(yīng)鏈管理研華核心元器件全部來(lái)源于芯片原產(chǎn)工廠，從根本上保證了元器件的質(zhì)量。圖示：研華上游合作伙伴5. 主板的PCB不同圖示：PCB電路板層數(shù)說(shuō)明商用主板采用的是4層PCB設(shè)計(jì)，一般的PCB線路板分有四層，最上和最下的兩層是信號(hào)層，中間兩層是接地層和電源層，將接地和電源層放在中間。工業(yè)主板采用的是6層以上PCB線路板設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)是為了加強(qiáng)主板的抗電磁干擾、電磁兼容能力，增強(qiáng)主板的穩(wěn)定性等。6. CPU與主板芯片組的不同2009年Intel成立專門(mén)為工控領(lǐng)域服務(wù)的嵌入式部門(mén)，至此商用電腦與

9、工控電腦在CPU與芯片組的選擇上，完全是兩條不同的產(chǎn)品線。他們主要區(qū)別如下：1) 功耗和制程工控主板一般選用的是低功耗的CPU，以便適應(yīng)工控行業(yè)惡劣的環(huán)境應(yīng)用。在Atom N270 CPU之前，Intel并沒(méi)有專門(mén)的嵌入式部門(mén)，只把工控領(lǐng)域作為普通的CPU應(yīng)用行業(yè)。自2009年Intel正式成立嵌入式部門(mén)，意味著Intel將商用CPU和工控CPU正式分開(kāi)，而且Intel對(duì)嵌入式工控領(lǐng)域的發(fā)展也越來(lái)越重視，相繼發(fā)布Atom N450、N2600、E3825等低功耗CPU和I3、I5、I7相應(yīng)的高性能低功耗的嵌入式版CPU，以區(qū)分商用和工控用途。2) 線路設(shè)計(jì)由于工控主板需要適應(yīng)寬溫、寬壓的工業(yè)應(yīng)

10、用環(huán)境，工控主板對(duì)電壓的適應(yīng)范圍比商用主板更寬，工控主板的電壓范圍一般在920V之間。對(duì)于CPU的線路布局和設(shè)計(jì)，要求更加精密。3) 抗電磁波干擾能力不同由于普通商用主板的市場(chǎng)定位和良好的使用環(huán)境，其產(chǎn)品一般只會(huì)做商用級(jí)的電磁兼容測(cè)試，抗電磁波干擾能力較低。工控主板由于其針對(duì)的是工業(yè)市場(chǎng)，對(duì)抗電磁波干擾能力要求較高，需要通過(guò)EMI、EMC等測(cè)試和認(rèn)證。這需要從兩個(gè)方面考慮，一是從主板的線路布局設(shè)計(jì)上考慮，二是從機(jī)箱選料和結(jié)構(gòu)、電源、接地情況上進(jìn)行考慮。7. 排產(chǎn)流程與檢測(cè)流程工控主板很多時(shí)候是根據(jù)某種應(yīng)用開(kāi)發(fā)出來(lái)的，可能只適應(yīng)某種應(yīng)用，所以它的使用量是很有限的，而商用主板是面對(duì)全民的，所以它一

11、次性的投產(chǎn)可以非常大。由于產(chǎn)量的原因，工業(yè)主板會(huì)比商用主板的排產(chǎn)費(fèi)用分?jǐn)偢叱龊芏?。這也是造成工業(yè)主板與商用主板成本差異的一個(gè)方面。圖示：計(jì)算機(jī)主板測(cè)試工序計(jì)算機(jī)主板的測(cè)試是通過(guò)T3三道測(cè)試工序：ICT、FUNTION、MANU。1) ICT 就是線路測(cè)試，是否有開(kāi)路，短路，這個(gè)時(shí)候不加任何外設(shè)（CPU, DIMM(內(nèi)存)等治具），目的就是避免到后面funtion的時(shí)候燒壞治具。2) FUNTION 主要就是功能測(cè)試，會(huì)加上CPU,DIMM,等等外設(shè)，做一次開(kāi)機(jī)測(cè)試，這里會(huì)發(fā)現(xiàn)所有的問(wèn)題，基本funtion通過(guò)就OK了。 3) MANU 就是實(shí)測(cè)了，所有的外設(shè)全部接上，開(kāi)機(jī)測(cè)試，檢測(cè)兼容性等等。

12、絕大多數(shù)的廠家只通過(guò)T1一道測(cè)試工序：ICT。甚至一些廠家為了節(jié)省成本連T1都沒(méi)有做，就直接將主板做銷售，將T級(jí)測(cè)試放到了用戶的身上，所以這類型的主板返修率特高（通常這些小廠的產(chǎn)品的服務(wù)態(tài)度非常好，有壞即換，給用戶很大的錯(cuò)覺(jué)）。研華不但完整的三項(xiàng)測(cè)試工序都執(zhí)行，并且在實(shí)測(cè)前經(jīng)過(guò)烤機(jī)，確保每片主板的質(zhì)量。圖示：研華工控主板測(cè)試工序由于普通商業(yè)級(jí)主板的市場(chǎng)定位，其產(chǎn)品一般只會(huì)做電子產(chǎn)品需要的CCC認(rèn)證，長(zhǎng)城認(rèn)證，民用級(jí)的電磁兼容認(rèn)證 工業(yè)級(jí)主板由于其針對(duì)的是工業(yè)市場(chǎng)，所以出于可靠度的需求，在每一款主板在上市前都會(huì)做CE EMC，F(xiàn)CC，QA realbility，CCC，震動(dòng)，落下，等工業(yè)級(jí)要求測(cè)

13、試認(rèn)證。圖示：研華工控整機(jī)在工廠做IP等級(jí)測(cè)試時(shí)的場(chǎng)景1圖示：研華工控整機(jī)在工廠做IP等級(jí)測(cè)試時(shí)的場(chǎng)景2圖示：研華工控主板在工廠做溫度測(cè)試時(shí)的場(chǎng)景圖示：研華工控主板在工廠做碰撞測(cè)試時(shí)的場(chǎng)景圖示：研華工控主板在工廠做振動(dòng)測(cè)試時(shí)的場(chǎng)景8. 尺寸規(guī)格圖示：常用商用主板規(guī)格商用主板目前主要采用ATX、Micro-ATX架構(gòu)，隨著小型化主機(jī)的趨勢(shì)使用MINI-ITX架構(gòu)的也在不斷的增加；工控主板為了適應(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境，采用集成度高，體積小，多種尺寸規(guī)格的主板，除商用主板規(guī)格外，還包括2.5寸板、3.5寸板、5寸板、半長(zhǎng)卡、全長(zhǎng)卡等各種規(guī)格。9. 接口的支持商用主板，往往只能提供1-2根PCI-E插槽、2-

14、3根PCI插槽，由于受制于PCI 規(guī)范，基本上PCI 4的驅(qū)動(dòng)能力有相當(dāng)大的衰減，因此大多數(shù)商用主板僅提供3根PCI槽；圖示：工控主板的特殊接口工控主板，由于其設(shè)計(jì)用料的工業(yè)性，除支持PCI插槽外，同時(shí)可以支持Mini PCI-E、PC 104+ 、COM口等接口，內(nèi)嵌GPIO總線，可以實(shí)現(xiàn)GPI，GPO功能，而且工業(yè)半長(zhǎng)卡、全長(zhǎng)卡能與底板配合更具擴(kuò)展性支持多個(gè)ISA、PCI、MINIPCI擴(kuò)展。當(dāng)然2.5 寸、3.5寸等嵌入式的主板本身規(guī)格尺寸就比較小，其擴(kuò)展性就不會(huì)考慮太多。10. 使用環(huán)境工控主板常在惡劣環(huán)境下工作（壽命期內(nèi)永久開(kāi)機(jī)、氣候惡劣、潮濕、振動(dòng)、多塵、輻射、高溫等等），而這些環(huán)

15、境下是商用主板無(wú)法勝任，當(dāng)今商業(yè)主板大部分只能運(yùn)行在安定的環(huán)境下（工作時(shí)間短、室內(nèi)、常溫等等）。11. 工作溫度與散熱方式商用主板基本只能在538之間的環(huán)境溫度中使用，對(duì)機(jī)構(gòu)的散熱要求低，講究外觀夠炫夠酷。圖示：研華工控主板不同產(chǎn)品等級(jí)的產(chǎn)品工控主板可以在-2070之間的環(huán)境中穩(wěn)定、無(wú)故障的工作，甚至某些工業(yè)主板采用特殊的寬溫設(shè)計(jì)，溫度范圍可達(dá)-40度80度。這對(duì)機(jī)構(gòu)的散熱方案，散熱效率都是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在工控主板機(jī)構(gòu)的散熱設(shè)計(jì)上，必須使用的特殊散熱設(shè)計(jì)，甚至還采用全鋁制的機(jī)構(gòu)外殼，而且對(duì)CPU、南北橋和硬盤(pán)等發(fā)熱大戶，進(jìn)行特殊處理，保證工控主板和整機(jī)的正常運(yùn)行。圖示：研華無(wú)風(fēng)扇工控機(jī)產(chǎn)品很

16、多工控機(jī)由于在惡劣的應(yīng)用環(huán)境下（例如潮濕、振動(dòng)、多塵、輻射、高溫等等應(yīng)用環(huán)境）使用，空氣中的塵埃和鹽分，都會(huì)對(duì)主板造成腐蝕，影響主板的正常使用，因此很多工控機(jī)有必要采用無(wú)風(fēng)扇的機(jī)箱結(jié)構(gòu)，防止惡劣環(huán)境對(duì)系統(tǒng)造成傷害。但是全密封無(wú)風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嵩吹幕ハ喔蓴_，對(duì)主板的性能和穩(wěn)定性的要求比較高，對(duì)機(jī)構(gòu)的散熱方式和散熱效能的要求很高。12. 管理性：商用主板只提供最簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程管理（通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò)，使用第3方的軟件，如REAL VNC，PC ANYWHARE等實(shí)現(xiàn)）。工控主板除了可以提供類似的遠(yuǎn)程連接管理外，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人值守的自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)功能?？梢詫?shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息的管理、記錄、發(fā)送功能。13.

17、客制化：商用主板一但生產(chǎn)出來(lái)就無(wú)法再針對(duì)市場(chǎng)需求更改，完全無(wú)用戶化的設(shè)計(jì)，用戶只能選擇通用型的主板。在工控領(lǐng)域，很多工控主板可以靈活的滿足一些客戶后續(xù)的特殊需求而實(shí)現(xiàn)用戶的定制化，更好、更完美配合客戶的使用需求環(huán)境。14. 存儲(chǔ)界面圖示：研華量產(chǎn)的幾款不同接口的存儲(chǔ)產(chǎn)品商用主板只提供常見(jiàn)的存儲(chǔ)界面IDE和SATA；工控主板可以提供IDE、SATA、CF卡等多樣化的存儲(chǔ)界面。15. 保護(hù)功能圖示：像它一樣的 “ Watch Dog “商用主板沒(méi)有提供的任何的保護(hù)功能；工控主板通過(guò)特殊設(shè)計(jì)，在遇到死機(jī)等異常情況，可以實(shí)現(xiàn)看門(mén)狗自動(dòng)重新啟動(dòng)、防浪涌沖擊等功能，全力的保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的高穩(wěn)定性的要求。總結(jié)從以上種種可以清晰了解到，工控主板從設(shè)計(jì)，用料，生產(chǎn)，制造都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選和測(cè)試，保證工控用戶正常、高可靠性的使用。同時(shí)也應(yīng)該了解為什么工業(yè)主板會(huì)比商用主板貴的原因。雖然工業(yè)主板貴，但其穩(wěn)定、低功耗的特點(diǎn)使用戶在使用過(guò)程中能極大降低其使用及維護(hù)成本，現(xiàn)在越來(lái)越多的用戶已經(jīng)意識(shí)到工控主板的優(yōu)勢(shì)，在一些對(duì)使用環(huán)境及穩(wěn)定性要求比較高的場(chǎng)合，很多以前使用商用主板的客戶也開(kāi)始改用工業(yè)主板了，因?yàn)閷?duì)于一些工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，采用工業(yè)主板后，減少了后期的人工維護(hù)成本和使用成本，而且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。研華科技是