典型PC總線(xiàn)工控機組成（三）

　　三、CPU卡

　　1. CPU卡的基本功能與分類(lèi)

　　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(fā)展變化的，因CPU的不同而不同。CPU卡可簡(jiǎn)單得只裝有CPU及其支持部件，也可復雜到一個(gè)功能完善的PC板。它提供標準的系統功能擴展總線(xiàn)，如PCI、ISA等?？梢酝ㄟ^(guò)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(huì )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，形成了主板和擴展槽在一起的情形。工業(yè)用的主板一般被稱(chēng)為單板主板，和擴展用的背板是分開(kāi)的。主板的外觀(guān)如圖2-4所示(Advantech PCA-6185)。

　　工控機主板一般均設計了看門(mén)狗功能，支持遠程喚醒，自動(dòng)復位;工作溫度0~600°C;低功耗，最大時(shí)為5W2. 5A。

　　工控機主板均采用獨特的設計、制造、檢測工藝，以提高無(wú)故障運行時(shí)間。

　　現在的工業(yè)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(gè)主板中，用戶(hù)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(wǎng)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，可根據安裝方式、尺寸、處理器(CPU)性能、接口和主板結構等 進(jìn)行分類(lèi)。

　　(1)從安裝來(lái)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(wú)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?xún)H取決于主板本身的性能指標和質(zhì)量，而與主板的形式無(wú)關(guān)。工控機的CPU主板，除了能達到一些工業(yè)安全和防電磁場(chǎng)輻射等標準外，允許的工作環(huán)境溫度和平均無(wú)故障時(shí)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，平均無(wú)故障時(shí)間一般應超過(guò)5萬(wàn)小時(shí)，即至少在5年以上。

　　(2)從尺寸分， CPU卡有長(cháng)卡CPU卡、短卡CPU卡、嵌入式CPU卡3種。長(cháng)卡CPU卡 與底板采用PICMG總線(xiàn)，速度快，性能高，支持的CPU速度也較半長(cháng)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(cháng)卡CPU卡。短卡CPU 卡與底板采用ISA總線(xiàn)，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(cháng)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(lái)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。

　　(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(méi)集成網(wǎng)絡(luò )功能;有些CPU卡沒(méi)有PC/I04功能接 口。在選用CPU卡時(shí)，并不是功能越多越好。在滿(mǎn)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Intel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(cháng)卡時(shí)就不會(huì )占用CPU的空間，而且內存條的更換也更加方便。軟硬盤(pán)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(pán)和軟驅更近，方便了連線(xiàn)，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(fēng)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(xiàn)爭用空間的情況。研揚EMB-875A產(chǎn)品就是此種規格。

　　1997年流行低價(jià)電腦風(fēng)潮，市場(chǎng)上對于低價(jià)位的主板需求比較大，于是出現了Micro ATX的主板規格。這個(gè)規格是從原ATX規格修改來(lái)的，變成了244mmX 244mm.減少了PCI 插槽數目，借著(zhù)印刷電路板面積的縮減和PCI插槽的減少來(lái)降低成本。Micro ATX真正興起不是在440ZX上，而是后來(lái)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量了。研揚EMB-845M產(chǎn)品就是此種規格。

　　Embedded ATX主板結構是為了滿(mǎn)足用戶(hù)希望在有限高度里仍可運用嵌入式主板而研發(fā)出 的新結構，最主要的優(yōu)勢在于能與現有的ATX系列兼容，并可加PCIRiser卡擴展。此外，Embedded ATX與Micro ATX結構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(cháng)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(dòng)備份防止BIOS 設置的數據丟失，不支持ISA。