关于PC机从台式PC到嵌入式工业PC的发展历程浅析_电脑基础知识_IT/计算机_专业资料。关于 PC 机从台式 PC 到嵌入式工业 PC 的发展历程浅析 嵌入式工业控制机特指深藏于工业系统内部，完成一种或多种特定工业任务 的计算机。一个成功的工控机要具有开放式的模块化结构、较强的数据处理能

关于 PC 机从台式 PC 到嵌入式工业 PC 的发展历程浅析 嵌入式工业控制机特指深藏于工业系统内部，完成一种或多种特定工业任务 的计算机。一个成功的工控机要具有开放式的模块化结构、较强的数据处理能力、很好的 实时性能、较强的工业环境适应性、高可靠性、丰富的过程 I/O、良好的软件开发环境， 以及高性能的网络和通信支持等。因此，工控机设计人员对上述环节和有关问题的认识程 度和解决方案将直接关系到工控机设计的成败。本期专题结合嵌入式工控机系统设计的有 关问题，从以下方面展开了讨论。 1.嵌入式工业 PC 及其设计 本文详细介绍了 PC 机从台式 PC 到嵌入式工业 PC 的发展历程， 描述了工业 PC 的性能特点，总结了其软、硬件设计的发展方向和新技术。 2.基于 386EX 的 STD 总线嵌入式工业控制机设计与实现 STD 总线EX 工控机将 STD 总线 固有的坚固性、普及性、廉价等优点与嵌入式增强型处理器 386EX 的可靠性、高性能、 与 P C 兼容性相结合，是工业控制前端机向高性能发展的优选机型。本文对该系统设计和 实现中的几个要点进行了较详细的讨论。 3.32 位嵌入式工业 PC 的软件设计 嵌入式系统不同于普通的 PC 系统，在强调高可靠性的 系统中，经常要求使用大量可供程序固化运行的不挥发性存储器。本文详细论述了在 32 位嵌入式工控机系统软件设计中，管理不挥发性存储器和支持固化程序运行环境的一套可 行方案。 4.用高级语言编制工业 XIP 软件的方法 高级语言程序的代码段和数据段分离开来，是实 现软件固化、就地执行的关键，然而分离用高级语言编制的程序、特别是内嵌汇编和显示 功能的程序相当困难。本文论述了利用*.EXE 和*.MAP 文件编制 XIP 软件的方法。 5.PCMCIA 卡的工作机制及其在嵌入式系统中的应用 PCMCIA 总线的 SRAM 卡和 Flash 卡以其固有的紧凑性、可靠性及灵活的可配置性，必将逐渐取代软、硬盘，给嵌入式工控 系统提供强大的支持。本文以 PCMCIA 总线卡技术为核心，简要介绍其产生、分类，重 点分析其硬、软件框架及相互关系，并对 SRAM 存储器卡、Flash 存储器卡、ATA IDE 卡、 FAX/MODEM 卡的实现机理做了进一步分析。 嵌入式工业 PC 以其独特的小型化体积、模块化和组合化结构、丰富的过程 I/O、灵活的 配置和扩展能力、特殊的恶劣环境适应能力、良好的开发环境、方便的联网能力和工作的 高可靠性，被广泛应用于工业控制和军工领域，在国民经济发展和国防建设中发挥着极其 重要的作用。 一、嵌入式工业 PC 的发展 嵌入式工业 PC 的发展主要得益于 PC 机的普及。台式 PC 机的广泛应用和推广，使越来越 多的人了解它、熟悉它、愿意使用它。PC 机对社会和产业界所产生的巨大影响，使建立 在 Int el 微处理器上的 PC AT 硬、软件构架成为事实上的标准。今天，当人们谈起计算机 时，脑海里自然就浮现出 PC 机。PC 机几乎成了计算机的代名词，并且深入人心。PC 机 及 MS-DOS 的标准化和开放式体系结构，使国际上众多厂家和公司得以在此基础上开发 出丰富的、有不同特色的软、硬件产品，这无疑对 PC 的推广应用起到了推波助澜的作用。 随着性能不断提高和价格大幅度下降，PC 机以锐不可挡之势迅速渗透到工业控制领域。 人们对 PC 机寄予重望，希望它在传统产业的自动化改造舞台上扮演重要的角色。 当台式 PC 机真的敲开了工业自动化的大门后，人们才惊讶地发现，它虽然胜任数据处理 和信息保存，但并不适用于工业控制。其主要问题可总结为以下几点： ?采用有源母板，尺寸大、散热差、元器件失效率高。 ?母板水平放置，没有模板导轨，机械性能差，难以抵抗震动和冲击。 ?I/O 种类贫乏，可伸缩性和扩展能力差。 ?风扇散热，但无过滤器，不能防尘。 ?供电采用普通电源，难以抵抗电网的浪涌、跌落和尖峰干扰等。 ?MTBF 指数小，一般为几百小时，而工业控制要求数千小时以上。 ?体积大，结构不灵活，难以维护和维修。 ?电磁兼容性差，设计上没采取抗电磁干扰措施。 ?故障检测和自动排除故障能力差，嵌入式工业计算机，需要人工监视和干预。 ?温度范围窄，一般为 0℃～+25℃，而工业现场一般要求-25℃～+65℃。 针对上述情况，技术人员采取了比较简单的处理办法。如对台式 PC 进行加固改造，对 I/ O 插板采用金属压条来锁紧;风扇散热和安装过滤器防尘;机箱密封等。经过如此改造的 PC 机 ，嵌入式工业计算机虽然骨子里仍然是数据处理机内容，但在应用初期还是占有了一定的市场。技术人 员在初尝改造的工业 PC 带来的甜头后，更坚定了信心，并在一定程度上加快了 PC 机改 造的步伐。 进入 90 年代以来，随着我国国民经济的迅速发展和工业自动化市场需求量的不断扩大，国 内工业 PC 也呈现出一派活跃景象。特别是全国工业 PC 国产化联合开发委员会的成立， 迅速完成了工业 PC 的国产化改造过程，并实现了和国际先进水平接轨。当前工业领域普 遍采用的工业 PC 的主要特点包括： ?全钢、密封机箱，微正压送风散热，过滤器防尘。 ?采用尺寸相对小的无源母板取代大母板，板上信号用多层地线隔离，均匀分布电容器 ， 以增强其抗电磁干扰能力。 ?系统功能分散到几块 PC 卡上，如 CPU 卡、VGA 卡、多功能卡等，使维护和维修得到改 善 ，同时也将危险分散。 ?采用半导体虚盘代替软、硬盘，增强系统数据存储和代码运行的可靠性。 ?增加 PC 插槽数目，开发了种类齐全的工业 I/O 板，给系统提供了较灵活的组合配置能力。 ?摒弃原有的普通电源，采用长寿命、高可靠的工业开关电源。 ?采用控制组态软件。 PC 机经过以上改造，加上模板设计人员在模板设计中采用了可靠性和抗干扰措施，在一 定程度上适应了恶劣的工业环境，因此在工业控制系统中被越来越多地采用。这就是人们 通常所说的工业 PC 机。由于工业 PC 自