工控机的设计分析与选择（连载）

简介IPC（Industry Personal Computer）简称工控机，伴随着PC产业的发展，得到了长足的发展。尽管IPC在架构上也是基于X86为主，在用户使用端和PC电脑产业相同，但与个人PC电脑产业的发展却完全是不同的道路。PC机的设计理念是追求更高的速度、更好的使用舒适度、更好的用户体验………………由于消费者需求的不同。PC机又衍生出家用电脑和商用电脑两大方向。对于家用电脑，是以时尚的外形、较高的显卡性能、多媒体显示性能、丰富的扩展性能、多声道声卡等方面作为吸引消费者的卖点，有些家用电脑甚至配备遥控器，时尚的音响，俨然一个家庭多媒体中心。对于商用客户，则是通过稳重的外观、完备的售后服务、有限的扩展性能、高速度的运算速度等来吸引商用客户采购。工控电脑是完全不同的设计理念，工控电脑更多的是在恶劣的环境下使用，对产品的易维护性、散热、防尘、产品周期、甚至尺寸方面都有着严格的要求。因此在设计和选择工控机平台的时候，考虑的更多的是机构的设计，然后才是对性能等的考虑。下面我们将会一一论述。首先我们先来谈谈机构设计的理念：1、工控机的尺寸设计工控机在很多情况下使用是应用于某个系统之中，因此常常被放置在某个设备之中或上架。因此对尺寸有较严格的要求。根据用户的使用情况，分为上架式和壁挂式两种设计。上架式：现在市场上zui为常见的研华工控机IPC－610就是标准的4U高度19英寸上架式机箱。可以应用在标准的机柜之中。如图1所示：<图1> IPC-610H针对客户的不同需求，我们会提供1U、2U、3U、4U、5U和7U高度的机箱。一般来说，在1U或2U的机构设计上面。由于机箱体积有限，但CPU的功耗日益加大（zui新的P4CPU功耗已超过100W），因此内部散热风流设计变成了厂商面临的zui大问题。而机构散热设计的功力在很大程度上反映了一个厂商的技术实力。（关于机构散热的设计我们会在后期的文章中讨论）。对于1U工控机，多用于对体积要求较高的电信领域，大多配合上架使用，工控机厂商通过PICMG1.0架构的CPU卡的体积优势，配合1U高度的蝶型底板，可支持zui高2个PCI全长卡。从而满足某些要在1U机箱中集成某些特殊规格卡的用户需求。对于4U，7U的机构设计，由于机箱的体积变大，在狭小机箱中面临散热因素已不是主要考虑因素。因此如何合理的利用机箱空间在有限的空间内提供更多的驱动器托架、如何提供多个扩展卡槽位、如何支持双CPU卡、如何抗振动、如何易于维护等因素变成机构设计的主要考虑因素了（这些我们也会在后继的文章中同读者一起来探讨）壁挂式：此外，由于某些设备制造商需要把控制中心（IPC）放置在其设备之中。因此对工控机的体积有较为严格的要求。传统的上架式19英寸机箱体积基本很难满足要求，因此针对此种客户需求，推出了壁挂式的机箱。例如研华的IPC－6606/6608壁挂机箱系列。这类机箱由于体积小，并且应用环境在某设备内部，因此设计理念也重在散热和扩展性能上。下图是IPC－6806应用在某测试平台的机柜内部状态。<图3> IPC－6806应用在某设备内部这次我们简单讨论了工控机的尺寸上面的设计 ，工控机根据应用需求整体上可以分为两大类上架式工控机和壁挂式工控机，后面我们将会从机构设计的散热、抗振、防尘、易于维护、防EMC等角度慢慢来和大家一起探讨工控机的独特特性。