PC/104 已經(jīng)過時(shí)了嗎?

　　當(dāng)今，PC/104嵌入式解決方案廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)、航空以及軍用領(lǐng)域并得到了大家一致的認(rèn)可。“堆疊式PC”已經(jīng)被證明是一種能夠廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合的、堅(jiān)固的、可靠的、高性價(jià)比的嵌入式系統(tǒng)解決方案。通過堆棧式的擴(kuò)展，PC/104可以靈活的配置擴(kuò)展功能模塊，滿足開發(fā)者更多的使用需求。但隨著科技發(fā)展日新月異，不少設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)PC/104的ISA以及PCI的總線的帶寬限制，讓諸多系統(tǒng)設(shè)計(jì)捉襟見肘。PC/104的未來將如何發(fā)展?是否有更具生命力的嵌入式解決方案呢?

　　研華科技作為工控界的領(lǐng)導(dǎo)廠商，將如何應(yīng)對(duì)這個(gè)問題呢?

　　研華工程師們針對(duì)PC/104擴(kuò)展的局限性問題，并對(duì)嵌入式市場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期調(diào)，結(jié)合了COM核心模塊擴(kuò)展靈活的特點(diǎn)，創(chuàng)新性的提出了MI/O Extension嵌入式解決方案。類似PC/104， 都是堆疊式的擴(kuò)展, 但MIOe 的擴(kuò)展性與靈活性則大大的提高了。以往PC/104 無法支持的擴(kuò)展，在MIOe上，都可以輕易做到。

　　專家觀點(diǎn)：

　　PC/104總線擴(kuò)展方式，將來至少有50%被MIOe擴(kuò)展方式替代

　　陳彥君　　研華嵌入式運(yùn)算核心事業(yè)群　　嵌入式單板計(jì)算機(jī)及嵌入式無風(fēng)扇系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理

　　簡(jiǎn)介：于2006年加入研華，負(fù)責(zé)產(chǎn)品線策略、營(yíng)銷策略、產(chǎn)品規(guī)劃及開發(fā)等。帶領(lǐng)產(chǎn)品線: MI/O Extension, 3.5”, PC/104, EBX及嵌入式無風(fēng)扇系統(tǒng)等。開創(chuàng)MI/O Extension創(chuàng)新型板卡，建立下一世代嵌入式板卡的標(biāo)準(zhǔn)。PM總經(jīng)歷逾14年。

　　1. MIOe的擴(kuò)展性是PC/104總線無法比擬的.

　　隨著技術(shù)以及市場(chǎng)發(fā)展的需求變更，PC/104出現(xiàn)了局限性的問題。比如說，傳統(tǒng)嵌入式設(shè)備仍需使用ISA或PCI的擴(kuò)展方式來搭配PC/104的I/O模塊，但主流新平臺(tái)芯片組的發(fā)展規(guī)格漸漸對(duì)ISA甚至PCI總線的支持將有所限制，對(duì)項(xiàng)目未來的使用帶來諸多不便!

　　MI/O Extension 單板電腦的設(shè)計(jì)特點(diǎn)之一是具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義的高速擴(kuò)展連接器 --- MIOe，在其中整合了多種不同的擴(kuò)展總線信號(hào)。這些信號(hào)是結(jié)合研華多年來嵌入式設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，最大化整合客戶對(duì)擴(kuò)展接口的需求。另外一方面也考慮各芯片組廠商對(duì)未來規(guī)劃及業(yè)界技術(shù)的趨勢(shì)，包含有Display Port, 4路PCIe x 1, LPC, SMBus, USB, Audio Line out及Power。通過這些接口，可靈活搭配不同功能的IC芯片，靈活擴(kuò)展出各式不同的I/O功能。而且，擴(kuò)展模塊不需進(jìn)行單獨(dú)的電源設(shè)計(jì)，電源可直接由MI/O主板的擴(kuò)展接口引出。對(duì)設(shè)計(jì)者來講，僅為I/O考慮的模塊化設(shè)計(jì)，不需進(jìn)行復(fù)雜的電源電路設(shè)計(jì)，可以很大程度的減少設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并減少擴(kuò)展板線路開發(fā)時(shí)間及成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。研華也可以提供各式不同功能種類的標(biāo)準(zhǔn)I/O擴(kuò)展模塊供設(shè)計(jì)者配合MI/O主板直接使用。

　　2. MIOe 連接器，比PC/104連接器的彈性大，高度有5mm~25mm 等多種高度可選，客戶可以根據(jù)項(xiàng)目設(shè)備的需求選擇合適高度的連接器。

　　3. MIOe可以讓客戶更專注于自身技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)

　　MI/O Extension全新的架構(gòu)，可將客戶端資源集中在I/O模塊設(shè)計(jì)及自行AP開發(fā)的階段，不用再身陷整合復(fù)雜系統(tǒng)的種種問題中，并可保有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，將整體人力及成本有效化運(yùn)用最大化!研華各事業(yè)群的多個(gè)產(chǎn)品線中均已導(dǎo)入MI/O Extension嵌入式主板，作為各式各樣不同應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)內(nèi)的核心主板，包含有嵌入式無風(fēng)扇整機(jī)、HMI、Panel PC、digital Signage數(shù)字廣告牌、ODM等等，MI/O Extension單板計(jì)算機(jī)已然成為研華集團(tuán)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)!

　　研華MI/O Extension嵌入式主板不單單為客戶提供主板，也為客戶提供開發(fā)驗(yàn)證底板、標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展模塊以及整機(jī)快速整合組件，并結(jié)合研華專屬的iManager智能控制及云端控制服務(wù)等，帶給客戶最適合系統(tǒng)整合的單板計(jì)算機(jī)及整合型服務(wù)，為客戶帶來更多的新價(jià)值!

　　2.5 寸 MIO-Ultra超小尺寸主板，定會(huì)占據(jù)掉至少30%的PC/104主板市場(chǎng), 將來有可能會(huì)高達(dá)70%

　　陳志勝　　研華嵌入式運(yùn)算核心事業(yè)群　　嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)經(jīng)理

　　簡(jiǎn)介：熟悉 嵌入式單板計(jì)算機(jī) 及 嵌入式系統(tǒng)整合。負(fù)責(zé)產(chǎn)品有： ARK 無風(fēng)扇高階系統(tǒng)、Digital Signage 多顯高階平臺(tái)- COM SOM全系列單板開發(fā)及散熱模塊設(shè)計(jì)、 MIOe Module 擴(kuò)充模塊。

　　1. 2.5 寸 MIO-Ultra超小尺寸主板與PC/104主板比較, 體積更小，擴(kuò)展更靈活

　　最大長(zhǎng)度(mm)最大寬度(mm)最大面積(mm2)與PC/104相比

　　PC/10495.090.28650---

　　2.5 寸 MIO-Ultra100727200面積減少20%

　　2.PC/104主板與2.5 寸 MIO-Ultra主板裝配方式對(duì)比, 更加簡(jiǎn)單, 配線更少

　　PC/104 裝配：

　　1. 對(duì)外訊號(hào)線都需由配線的方式引出

　　2. 針腳插槽拆裝擴(kuò)展困難


　　2.5 寸 MIO-Ultra 裝配：

　　1. 主板邊緣具有直接可用的I/O接口： LAN、USBx2、VGA、DC-in DC-12V

　　2. 只有COM、SATA、Audio 等訊號(hào)需要配線引出

　　3. 具有MIOe 彈性I/O擴(kuò)展接口

　　

采用MIO-2260 的超小 嵌入式整機(jī)

　　

　　2.5寸MI/O-Ultra的性價(jià)比優(yōu)于PC/104主板

　　考慮到需要符合嚴(yán)苛環(huán)境的使用要求，在PC/104的機(jī)構(gòu)、電路圖設(shè)計(jì)及選用的連接器都作了眾多高等級(jí)設(shè)計(jì)的考量，讓此平臺(tái)的相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格偏高，使產(chǎn)品的使用性價(jià)比不斷的降低。

　　3.5寸MIO-Compact 主板可以更大程度上替代傳統(tǒng)的3.5寸嵌入式主板

　　游弋　　研華嵌入式運(yùn)算核心事業(yè)群　　MIO產(chǎn)品經(jīng)理

　　簡(jiǎn)介：電子工程專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)主要負(fù)責(zé)研華嵌入式單板電腦在中國(guó)區(qū)域的推廣、銷售工作，對(duì)嵌入式系統(tǒng)有著較豐富的推廣經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)致力于數(shù)控、醫(yī)療、軌道交通、通訊設(shè)備等行業(yè)應(yīng)用的研究，為客戶提供更合理更經(jīng)濟(jì)的嵌入式解決方案。

　　

　　嵌入式3.5寸主板是研華在業(yè)界率先提出的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，支持PC/104總線的擴(kuò)展，但尺寸比標(biāo)準(zhǔn)的PC/104主板更大，I/O接口的數(shù)量更豐富，并增加了主板海岸線I/O接口。由于該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)具有系統(tǒng)容易組合，配線比PC/104主板更少等特點(diǎn)，因而很快該標(biāo)準(zhǔn)被各大嵌入式廠商所采用，并很快成為了國(guó)際流行的嵌入式主板標(biāo)準(zhǔn)。

　　過去嵌入式單板電腦的設(shè)計(jì)，可能存在散熱不易解決、系統(tǒng)不易整合或是I/O接口無法彈性增加等問題。研華的MI/O Extension嵌入式單板電腦解決了這些問題。它既可以當(dāng)作單板單獨(dú)使用，當(dāng)客戶系統(tǒng)功能需要增加變化時(shí)，也能搭配可靈活變動(dòng)的I/O擴(kuò)展底板，滿足不同市場(chǎng)和行業(yè)的使用需求。針對(duì)需要自行設(shè)計(jì)I/O擴(kuò)展底板的客戶，研華可以提供完整設(shè)計(jì)參考文件供客戶參考，協(xié)助客戶以更快的速度、更精簡(jiǎn)的成本、更低的設(shè)計(jì)難度規(guī)劃出適用的模塊。

　　1. 3.5寸MIO-Compact具有MIOe的擴(kuò)展方式，比傳統(tǒng)3.5寸主板擴(kuò)展性更好。

　　3.5寸MIO-Compact主板在傳統(tǒng)的3.5寸嵌入式單板的基礎(chǔ)上，保留了配線少易整合等優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)以往客戶使用時(shí)遇見的擴(kuò)展和散熱的問題做了優(yōu)化。首先，將傳統(tǒng)的PC/104擴(kuò)展方式改為MIOe擴(kuò)展，由于MIOe接口中包含了PCIex1、Displayport等更高速的擴(kuò)展總線，能確?？蛻粼谑褂脮r(shí)通過MIOe可以擴(kuò)展出更多豐富的I/O功能，比如：SATA、Giga LAN等高速接口。而傳統(tǒng)的3.5”主板中只具備ISA以及PCI總線，與MIOe相比擴(kuò)展的靈活度就大大減小了。

　　2.3.5寸MIO-Compact主板比傳統(tǒng)的3.5寸主板的散熱設(shè)計(jì)更合理， 系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，配線更少。

　　MI/O-Compact散熱部分的設(shè)計(jì)在之前的3.5”主板上做了很大程度的改良。3.5寸MIO-Compact嵌入式主板將CPU、芯片組、內(nèi)存、電源及主動(dòng)IC等發(fā)熱較大的元器件都放置在主板的正面，并最大程度增大了散熱片的覆蓋面積，保證以上發(fā)熱大的元器件的熱量能夠有效穩(wěn)定的導(dǎo)出。主板的mini-pcie插槽、CF卡卡槽等擴(kuò)展接口都設(shè)計(jì)在主板背面，方便客戶系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 MI/O Extension的主板還配備了多種的散熱方案，除了常用的標(biāo)準(zhǔn)散熱鰭片之外，研華也能為設(shè)計(jì)者提供機(jī)構(gòu)散熱的解決方案，通過熱傳導(dǎo)片可以將主板的熱量導(dǎo)到機(jī)箱外殼上散熱，非常適用于小尺寸緊湊型設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)。對(duì)于需要自行設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)的客戶，研華除了提供相關(guān)設(shè)計(jì)文檔之外，也提供散熱模擬等協(xié)助設(shè)計(jì)服務(wù)。
　　

　　
　　隨著MIOe總線的規(guī)范成為國(guó)際通用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，

　　未來PC/104總線產(chǎn)品應(yīng)用空間肯定會(huì)越來越小。

　　劉向?！　⊙腥A嵌入式運(yùn)算核心事業(yè)群　　華北區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理

　　簡(jiǎn)介：2001年加入研華科技，從應(yīng)用技術(shù)工程師到業(yè)務(wù)工程師和業(yè)務(wù)經(jīng)理，在嵌入式領(lǐng)域從業(yè)10余年，對(duì)嵌入式技術(shù)和市場(chǎng)有豐富的經(jīng)驗(yàn)，目前負(fù)責(zé)研華科技嵌入式核心運(yùn)算事業(yè)群華北區(qū)市場(chǎng)。

　　PC/104總線在過去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)因其體積小，穩(wěn)定性高，支持與ISA完全兼容的PC/104總線等特性一直保持著在行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具備與PCI總線兼容的PCI-104和PC/104 Plus總線方式更加強(qiáng)了使用者對(duì)PC/104的青睞。如今市場(chǎng)的快速發(fā)展逐漸淡化了PC/104得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品的部分局限性漸漸讓設(shè)計(jì)者變得苦惱不已。首先，CPU性能和總線性能要求提升。一部分客戶需要具有更高性能視頻處理能力，而以往方案中只能使用PC/104

　　或者PCI-104擴(kuò)展視頻卡或者顯卡，帶寬最多達(dá)到32bit。此時(shí)PC/104主板CPU性能以及其PCI總線帶寬的限制就很難滿足設(shè)計(jì)要求，需要通過具備更高帶寬的總線擴(kuò)展。其次，客戶要求設(shè)備支持較多的I/O接口時(shí)，PC/104的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及I/O的擴(kuò)展能力方面也往往表現(xiàn)的差強(qiáng)人意。舉個(gè)例子，有時(shí)客戶需要嵌入式主板支持CAN接口

　　或者較多串口，如通過使用PC/104擴(kuò)展板方式實(shí)現(xiàn)，所有的I/O 接口都需要通過配線的方式引出并固定到機(jī)殼上。當(dāng)一層擴(kuò)展板的I/O不足時(shí)，甚至需要同時(shí)擴(kuò)展兩層，內(nèi)部空間會(huì)顯得非常的雜亂，組裝維護(hù)也極其不便。同時(shí)因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，散熱也會(huì)使產(chǎn)品面臨諸多的問題。

　　怎樣在保證設(shè)備緊湊性的同時(shí)，又可以滿足客戶對(duì)設(shè)備處理性能的要求，在保證無風(fēng)扇散熱設(shè)計(jì)需求的同時(shí)，又可以滿足產(chǎn)品少量多樣的彈性客制化需求?是否有比PC/104更合適的方案呢?

　　研華憑借多年在各嵌入式行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性的提出了I/O接口可以彈性擴(kuò)展的嵌入式核心平臺(tái) --- MI/O Extension嵌入式解決方案。MI/O Extension是英文Multiple I/O extension的縮寫，是一種支持多種總線及I/O接口擴(kuò)展的嵌入式單板電腦。從銷售端來看，MI/O因具備了比PC/104更加豐富的擴(kuò)展總線接口，為客戶項(xiàng)目帶來了更具有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。

　　PC/104堆棧式的擴(kuò)展以及穩(wěn)定可靠的連接方式，在電力行業(yè)的嵌入式設(shè)備當(dāng)中被廣泛采用。我曾經(jīng)碰到一個(gè)客戶做變電站中的監(jiān)控設(shè)備。多年前采用的研華PC/104主板，因客戶設(shè)備升級(jí)，需要將項(xiàng)目中千兆網(wǎng)口的數(shù)量需求擴(kuò)展到4個(gè)。由于以前就是選用PC/104的方案，為了保持機(jī)構(gòu)統(tǒng)一，就在現(xiàn)有PC/104產(chǎn)品中選擇合適的替代方案。但客戶要求必須為千兆網(wǎng)口，目前產(chǎn)品只含有ISA和PCI的總線，很難滿足客戶需要除了主板上之外的2個(gè)千兆網(wǎng)口。而MI/O-Ultra系列的主板，在擴(kuò)展板上通過MIOe接口中3路PCIex1的總線搭配了網(wǎng)絡(luò)芯片，引出了3個(gè)千兆網(wǎng)口，很好的滿足了客戶的要求。

　　有許多客戶問到MIO主板與PC/104相比較價(jià)格問題，我認(rèn)為對(duì)于相同CPU平臺(tái)的MIO主板和PC/104主板價(jià)格應(yīng)該相當(dāng)。MIO方案優(yōu)勢(shì)不在價(jià)格，而是在于更靈活彈性的擴(kuò)展方式。我個(gè)人認(rèn)為PC/104有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成熟穩(wěn)定的技術(shù)，通過的國(guó)際規(guī)范，未來在CPU處理能力要求不高但是穩(wěn)定性要求很好的嵌入式應(yīng)用平臺(tái)上，PC/104還是會(huì)有很大的市場(chǎng);而MIO主板的推出，靈活擴(kuò)展特性，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)嵌入式單板電腦會(huì)有很大的沖擊，在未來肯定會(huì)取代部分傳統(tǒng)的小尺寸單板主板的市場(chǎng)。隨著Intel 對(duì)ISA總線的支持減少，隨著MIOe總線的規(guī)范成為國(guó)際通用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，未來PC/104總線產(chǎn)品的應(yīng)用空間肯定會(huì)越小。

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　　關(guān)于嵌入式核心服務(wù)

　　研華嵌入式核心服務(wù)提供以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的整合服務(wù)，這些高效率的解決方案整合嵌入式板卡、周邊模塊及軟件，研華相信專注于嵌入式設(shè)計(jì)服務(wù)，可在設(shè)計(jì)開發(fā)階段就完成電子工程的相關(guān)需求，并縮短設(shè)計(jì)與整合的周期、大幅降低產(chǎn)品開發(fā)的不確定性與風(fēng)險(xiǎn)，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。www.advantech.tw/EmbCore