典型PC总线工控机组成（三）

　　三、CPU卡

　　1. CPU卡的基本功能与分类

　　CPU卡也就是主板，基本功能是执行程序和处理数据，是计算机系统的核心。CPU卡所 具有的功能是发展变化的，因CPU的不同而不同。CPU卡可简单得只装有CPU及其支持部件，也可复杂到一个功能完善的PC板。它提供标准的系统功能扩展总线，如PCI、ISA等。可以通过底板供电或直接供电，具有标准的机械结构PICMG、Compact PCI等。

　　一般的家用计算机也会有主板，但是工业级主板是将很多的功能集合在一起，并且将Slot也做在一起，形成了主板和扩展槽在一起的情形。工业用的主板一般被称为单板主板，和扩展用的背板是分开的。主板的外观如图2-4所示(Advantech PCA-6185)。

　　工控机主板一般均设计了看门狗功能，支持远程唤醒，自动复位;工作温度0~600°C;低功耗，最大时为5W2. 5A。

　　工控机主板均采用独特的设计、制造、检测工艺，以提高无故障运行时间。

　　现在的工业计算机主板采用All-In-One的设计，也就是将所有可能的功能都做在一个主板中，用户不需要另外再去连接其他的接口，即可很快地组合及使用一部计算机。例如显示卡、网卡、110卡、USB等的功能芯片均已含在其中，这样的设计也使得单板主板可以在最小的空间就可以拥有最大最多的功能。

　　IPC的CPU卡有多种，可根据安装方式、尺寸、处理器(CPU)性能、接口和主板结构等 进行分类。

　　(1)从安装来分，工控机的CPU主板通常有两种形式，一种是插卡型的，即CPU做成插卡形式插在机箱底部的无游、底板上;另一种是母板型，即CPU做成有源的大底板直接安装在机箱底部。不论哪一种形式，可靠性仅取决于主板本身的性能指标和质量，而与主板的形式无关。工控机的CPU主板，除了能达到一些工业安全和防电磁场辐射等标准外，允许的工作环境温度和平均无故障时间是两项重要指标。工控机的CPU主板一般应能在0°C~600°C的温度下工作，平均无故障时间一般应超过5万小时，即至少在5年以上。

　　(2)从尺寸分， CPU卡有长卡CPU卡、短卡CPU卡、嵌入式CPU卡3种。长卡CPU卡 与底板采用PICMG总线，速度快，性能高，支持的CPU速度也较半长卡高，连接底板可扩展ISA卡和PCI卡，如果系统要求高速度或需使用PCI卡，就必须选用长卡CPU卡。短卡CPU 卡与底板采用ISA总线，体积小，连接底板只能扩充ISA卡，适用于速度要求不高、不使用PCI卡的系统，对于体积小的系统也可选用半长CPU卡节省空间;嵌入式CPU_卡采用单板结 构，单+5V电源低功耗，扩展槽有限，但功能完善，适用于嵌入式系统。

　　(3)从CPU性能来分，主要有制86、80586、Pentium II 686、Pentium 4 CPU卡， 8例86的 速度最慢，性能比较低，适用于速度要求比较低的系统。

　　(4)从接口分，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卡没集成网络功能;有些CPU卡没有PC/I04功能接 口。在选用CPU卡时，并不是功能越多越好。在满足系统要求和预留升级的情形下，功能越少越好。因为功能越多，卡的可靠性就越低，相反功能越少，卡的可靠性就越高。

　　(5)从主板结构分，有ATX、Mini ATX、Micro ATX、LPX、Mini LPX、NLX、Flex ATX.还有比较新的MiniITX等结构。

　　ATX结构是Intel公司于1995年7月提出的。ATX结构属于一种全新的结构设计，能够 更好地支持电源管理。在主板设计上，由于横向宽度增加，可让CPU插槽安放在内存插槽旁边，这样在插长卡时就不会占用CPU的空间，而且内存条的更换也更加方便。软硬盘连接口从主板的边沿移到了中间，这样安装好以后离机箱上的硬盘和软驱更近，方便了连线，降低了电磁干扰。电源位于CPU插槽的右侧，利用电源单边托架风扇，可以直接给CPU及机箱内元件散热。大部分外设接口集成在主板上，有效降低了电磁干扰，并改善了各种设备连线争用空间的情况。研扬EMB-875A产品就是此种规格。

　　1997年流行低价电脑风潮，市场上对于低价位的主板需求比较大，于是出现了Micro ATX的主板规格。这个规格是从原ATX规格修改来的，变成了244mmX 244mm.减少了PCI 插槽数目，借着印刷电路板面积的缩减和PCI插槽的减少来降低成本。Micro ATX真正兴起不是在440ZX上，而是后来的i810芯片组。i810芯片组不用插显卡和声卡，这样就可以缩减插槽的数量了。研扬EMB-845M产品就是此种规格。

　　Embedded ATX主板结构是为了满足用户希望在有限高度里仍可运用嵌入式主板而研发出 的新结构，最主要的优势在于能与现有的ATX系列兼容，并可加PCIRiser卡扩展。此外，Embedded ATX与Micro ATX结构的尺寸及固定孔位完全兼容，例如研扬Embedded MIB系列 产品中的EMB-830。

　　2.研华Advantech PCA-6185

　　PCA-6185全长CPU板卡，如图2-4所示。采用Serverworks GC- SL芯片组. 4∞1533MHz FSB •Socket 478 Pentium 4/Celeron可达3.06GHz或最高，支持Intel Hyp卧threading Technology. 64位. 6刷出PCI-X.板载VGA. 8MB SD RAM.板载单/现10/100/1000 Base- T网络控制器， BCM 570315704控制器(64位PCI-刀，支持双通道Ultra320 SCSI. CMOS自动备份防止BIOS 设置的数据丢失，不支持ISA。