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无电缆设计使无风扇工控机更加坚固


无电缆工控机设计通常用于极其坚固的应用,例如军事或航空航天,并且设计通常是针对特定应用进行定制的。像这样的应用程序的相关开发和采购成本一直非常高。近年来工业电脑更趋向于外形小巧,无风扇和无电缆工控机发展。

无风扇个人电脑显然消除了一个主要的运动部件——冷却风扇。如果用SSD做存储,明显的优势就是冲击和震动马上得到改善。问题是,随着振动频率进一步升高,可能会损坏电缆连接。为了解决这个问题,经常使用热熔电缆,但它们也不是完全证明。为了完全消除随着时间的推移断开连接的风险,完全移除电缆是最好的解决方案。对于无缆设计,振动规范可以从典型的1Grms提高到5Grms,以满足MIL-STD 810F 规范。由于新处理器技术的能效提高,如今无风扇计算机的功能要强大得多。这些预先配置和预先验证的平台有助于缩短工业应用的开发时间和成本。但是,由于无风扇计算机非常紧凑,因此也需要提前计划I/O扩展。由于需要提前计划I/O扩展,因此计算机OEM寻求通过支持模块化设计的多功能I/O选择来进行创新。这种方法允许多种应用,同时仍保持较低的成本和较短的交货时间。

设计主板和选择处理器

第一步是设计一个内置最常用 I/O 的主板。同一个主板通常可以在相同的功耗下支持具有不同处理性能的处理器系列。比如IntelU-processCeleronCore-i3i5i7TDP都是15W。另一个升级是具有35W TDPCore-i3i5i7 处理器系列(这些处理器通常以比15W U 处理器更高的时钟速度运行)。较低瓦数的选项是Intel ATOM 处理器,它通常以低于 10W TDP 的速度运行。选择处理器后,还定义了热分布,可以设计导热散热器以确保支持工业工作温度范围 (-25 ~ 70°C)。一般,主板将定义额外的排针以支持额外的I/O或扩展卡。像这样的设计足够灵活,可以支持尽可能多的 I/O,但您将需要电缆将所需的I/O连接到机箱面板。

去电缆免费

为了实现无线连接,主板还有一个支持多种信号(如 PCIeUSB、串行、GPIO 等)的扩展连接器,这将允许您连接和固定机箱内的其他I/O扩展板。扩展板可以位于主板的顶部或下方。最终结果是无风扇计算机没有内部电缆,以支持高冲击和振动的操作条件。

缩短交货时间

由于 I/O 是解决方案的一部分,供应商需要提前验证配置,从而减少系统级别的验证提前期和成本。OEM只需从预配置选项中选择处理器、内存、存储和支持的I/O扩展板。然后OEM可以利用计算机供应商执行的验证测试在此基础上构建系统级测试。这大大降低了系统集成的风险,因为计算机子系统已经是一个已知系统。当然,这样的解决方案并不涵盖所有应用。仍有一些应用需要性能或需要主动冷却和内部布线的I/O。但得益于处理器性能的提升和超低功耗,越来越多的应用程序可以利用这种无风扇和无电缆设计。以平板电脑为例,我们没有听到人们抱怨他们的平板电脑速度慢或图形不够快。


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