图1 在工业领域中引入UMPC微型移动工业计算机技术之后,可以实施工业化的小型和节能控制方案了,例如可以使用nanoETXexpress芯片
随着嵌入式计算机技术Multi-Core的应用,在电能消耗和占地面积保持不变的前提下产能有了明显的增加。但是这并不能满足工业企业的所有使用目的。在工业企业引进了UMPC超微型移动计算机技术之后,才有可能采用更加节能和更加高效的解决方案。
今天,几乎在各种功率档次的工业应用中都有切实可行的IPC工业计算机技术可供用户选用。而在过去,工业企业对工业计算机应用技术不太满意的地方是:尺寸特别小、运算速度要求特别快的IPC工业计算机中仍然不能满足工业企业的要求。而由于工业企业对计算机的运算能力要求越来越高,从而导致微处理器所需的晶体管数量也越来越多,要求工业计算机集成的功能也越来越多,但这样的要求迄今为止一直没有充分满足。
例如,在芯片中集成USB、RAID、以太网和图形处理等功能,要求付出的代价是占用微型计算机有限的宝贵空间。因此,微型化设计、制造手掌般大小的工业计算机迄今一直没有成效。微处理器芯片制造中越来越多的微型制造工艺和功能集成,还只能在附加芯片中实现。未来,有可能在一个所谓的SoCs(System-on-Chip)微处理器中集成全部的系统,才有可能实现紧凑的、功能强大的x86运算解决方案,研发出空间占用很小,运算功能非常强大的微处理器(见图1)。
与传统的低电压CPU微处理器相比,未来的新型微处理器不仅仅是在体积上要更小,而且其功率损失也要更小。那时的微处理器芯片将只有指甲盖的四分之一那么大,所需的功率也将下降到1W的范围之内,从而明显地降低了散热系统。由于无需通风,因此可以制造成全密封的、只需极少散热的微处理器。作为这一微处理器的附带优点,密封的坚固结构设计使其应用更加简单、成本更加低廉。仅此一条,就能够降低外力对元器件的冲击,例如动载荷引起的冲击,同时还能成比例地降低整个系统的重量。在此基础上,整个系统还可以简单方便地直接安装在电气柜、机床和设备中,从而又进一步地节约了设计费用。
令人感兴趣的是分散配置式的现场总线节点。如果人们考虑一下未来的现场总线节点,人们就会认识到:今天的微处理器价格相对太高了。五年或者十年后的情况会是什么样呢?
那时的分散式输入输出节点会比运算计算机要小吗?估计是不会的。因为这些分散式的输入输出节点本身还是一个以太网的节点,但是PC倒是可以进一步减小。
从长远的观点来看,分散配置式的现场总线节点也许不会比I/O输入输出节点大多少。工业计算机有可能小到成为一个插接连接的部件,承担其他的分散式控制的任务。未来的PC控制系统或者SPS可编程序控制系统的大小有可能像一个香烟盒一样,而且还集成有可视化功能。
一个全新的产品已经可见端倪,它不仅仅适用于传统的、大多数情况下是工作生产现场的应用领域,而且还适用于移动的工作场合;能够在太阳能的驱动下进行工作,无需供电设施,是企业节约能源的一种解决方案。在自动化技术领域中,节能计算机技术并不具有举足轻重的意义,因为还有许多其他的耗能设备。他们所消耗的能源明显多于工业计算机,但是新的法律法规或者用户的需求能够改变这些。
当一个企业每天有上百台的计算机在工作时,例如汽车生产厂,那么在未来考虑节能问题时就必然希望有小型的、节能的和非常坚固耐用的系统。在其他领域,如使用移动计算机系统或者使用蓄电池供电的计算机系统中,也将愿意改换尺寸更小的、集成度更高的微处理器。有许多的理由促使人们采用新的x86计算机系统(见图2),使这一新的解决方案得到发展。将来,这一技术可在COM-Express的nanoETXexpress芯片中和microETXexpress以及小型的SBS信号数据处理计算机中得到应用,例如Mini-ITX。
图2 微型x86技术也可在未来用于基于COM-Express的ETXexpress芯片中了
作为提供运算服务技术的合作伙伴,Kontron公司愿意为用户的小型化计算机设计要求贡献自己的力量。时至今日,他们已经成为在自动化技术、游戏、娱乐电子设备、无线通信、医药产品生产、测量和测试、运输、POS/POI领域中微型计算机、应用接口以及应用功能产品销售最强的企业之一了。在过去的一年里,无数的产品都成功地得到了贯彻应用,并批量投入生产。许多用户都接受了Kontron公司提供的技术服务,以便使自己的技术资源更加有效地与企业的核心技术结合在一起。项目研发阶段和整个项目过程中与用户的密切联系以及专业化和透明化的项目管理,都能进一步减轻工作中的难度。
在利用COM的载波驱动设计(Carrierboard-Designs)中,许多应用是非常令人感兴趣的:人们可以得到合适的电子元器件,否则只能通过专用的特殊设计才能得到与现在相同的效果。这样一来,就可以明显地减少设计费用,加速新产品投放市场的速度,保障投资的安全。在这方面,已经有成熟的Eval电子元器件和Starterkits可供用户使用了。除此以外,由于这些电子元器件的设计是基于变形的COM标准基础之上的设计,从而又增加了设计的安全可靠性。
Kontron的载波驱动设计中所包含的另一个优点是:用户得到的是可以进行功能检验的一体化解决方案。另外,Kontron公司还提供长期的技术服务和与标准COM寿命周期相一致的全过程管理。因此,他们所提供的技术服务比传统的设计公司、技术服务公司要更加成熟、更加可靠。如果要在现有的SBC解决方案中再增加COM/Carrierboard解决方案,只需要进行相应的制定设计就可以实现了。
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