典型PC總線工控機(jī)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(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)，是計算機(jī)系統(tǒng)的核心。CPU卡所 具有的功能是發(fā)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(fù)雜到一個功能完善的PC板。它提供標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)功能擴(kuò)展總線，如PCI、ISA等。可以通過底板供電或直接供電，具有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)PICMG、Compact PCI等。

　　一般的家用計算機(jī)也會有主板，但是工業(yè)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(kuò)展槽在一起的情形。工業(yè)用的主板一般被稱為單板主板，和擴(kuò)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(jī)主板一般均設(shè)計了看門狗功能，支持遠(yuǎn)程喚醒，自動復(fù)位;工作溫度0~600°C;低功耗，最大時為5W2. 5A。

　　工控機(jī)主板均采用獨特的設(shè)計、制造、檢測工藝，以提高無故障運行時間。

　　現(xiàn)在的工業(yè)計算機(jī)主板采用All-In-One的設(shè)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(jī)。例如顯示卡、網(wǎng)卡、110卡、USB等的功能芯片均已含在其中，這樣的設(shè)計也使得單板主板可以在最小的空間就可以擁有最大最多的功能。

　　IPC的CPU卡有多種，可根據(jù)安裝方式、尺寸、處理器(CPU)性能、接口和主板結(jié)構(gòu)等 進(jìn)行分類。

　　(1)從安裝來分，工控機(jī)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(jī)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(jī)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(biāo)和質(zhì)量，而與主板的形式無關(guān)。工控機(jī)的CPU主板，除了能達(dá)到一些工業(yè)安全和防電磁場輻射等標(biāo)準(zhǔn)外，允許的工作環(huán)境溫度和平均無故障時間是兩項重要指標(biāo)。工控機(jī)的CPU主板一般應(yīng)能在0°C~600°C的溫度下工作，平均無故障時間一般應(yīng)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(kuò)展ISA卡和PCI卡，如果系統(tǒng)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(kuò)充ISA卡，適用于速度要求不高、不使用PCI卡的系統(tǒng)，對于體積小的系統(tǒng)也可選用半長CPU卡節(jié)省空間;嵌入式CPU_卡采用單板結(jié) 構(gòu)，單+5V電源低功耗，擴(kuò)展槽有限，但功能完善，適用于嵌入式系統(tǒng)。

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

　　(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(wǎng)絡(luò)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(tǒng)要求和預(yù)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(jié)構(gòu)分，有ATX、Mini ATX、Micro ATX、LPX、Mini LPX、NLX、Flex ATX.還有比較新的MiniITX等結(jié)構(gòu)。

　　ATX結(jié)構(gòu)是Intel公司于1995年7月提出的。ATX結(jié)構(gòu)屬于一種全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠 更好地支持電源管理。在主板設(shè)計上，由于橫向?qū)挾仍黾?，可讓CPU插槽安放在內(nèi)存插槽旁邊，這樣在插長卡時就不會占用CPU的空間，而且內(nèi)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(jī)箱上的硬盤和軟驅(qū)更近，方便了連線，降低了電磁干擾。電源位于CPU插槽的右側(cè)，利用電源單邊托架風(fēng)扇，可以直接給CPU及機(jī)箱內(nèi)元件散熱。大部分外設(shè)接口集成在主板上，有效降低了電磁干擾，并改善了各種設(shè)備連線爭用空間的情況。研揚EMB-875A產(chǎn)品就是此種規(guī)格。

　　1997年流行低價電腦風(fēng)潮，市場上對于低價位的主板需求比較大，于是出現(xiàn)了Micro ATX的主板規(guī)格。這個規(guī)格是從原ATX規(guī)格修改來的，變成了244mmX 244mm.減少了PCI 插槽數(shù)目，借著印刷電路板面積的縮減和PCI插槽的減少來降低成本。Micro ATX真正興起不是在440ZX上，而是后來的i810芯片組。i810芯片組不用插顯卡和聲卡，這樣就可以縮減插槽的數(shù)量了。研揚EMB-845M產(chǎn)品就是此種規(guī)格。

　　Embedded ATX主板結(jié)構(gòu)是為了滿足用戶希望在有限高度里仍可運用嵌入式主板而研發(fā)出 的新結(jié)構(gòu)，最主要的優(yōu)勢在于能與現(xiàn)有的ATX系列兼容，并可加PCIRiser卡擴(kuò)展。此外，Embedded ATX與Micro ATX結(jié)構(gòu)的尺寸及固定孔位完全兼容，例如研揚Embedded MIB系列 產(chǎn)品中的EMB-830。

　　2.研華Advantech PCA-6185

　　PCA-6185全長CPU板卡，如圖2-4所示。采用Serverworks GC- SL芯片組. 4∞1533MHz FSB •Socket 478 Pentium 4/Celeron可達(dá)3.06GHz或最高，支持Intel Hyp臥threading Technology. 64位. 6刷出PCI-X.板載VGA. 8MB SD RAM.板載單/現(xiàn)10/100/1000 Base- T網(wǎng)絡(luò)控制器， BCM 570315704控制器(64位PCI-刀，支持雙通道Ultra320 SCSI. CMOS自動備份防止BIOS 設(shè)置的數(shù)據(jù)丟失，不支持ISA。