¿Cuáles son las características de las placas base industriales ARM?
Las placas base industriales ARM presentan alto rendimiento, bajo costo y bajo consumo de energía. Se utilizan ampliamente en automatización industrial, HMI, robótica, terminales minoristas, reproducción de medios, estaciones de carga y otros campos.
Las características de las placas base industriales ARM son las siguientes:
1. Alta confiabilidad y estabilidad
En aplicaciones de control industrial, un rendimiento estable y confiable es un requisito fundamental donde las placas base industriales ARM ofrecen claras ventajas. En primer lugar, como sistema de un solo-chip, las placas base industriales ARM requieren solo unos pocos circuitos periféricos para funcionar sin problemas. En segundo lugar, con una baja producción térmica, eliminan la necesidad de ventiladores y mitigan las preocupaciones sobre la temperatura que afecta el rendimiento. Pueden funcionar de forma continua durante años. Finalmente, la CPU y la memoria están integradas y cumplen con estrictos requisitos ambientales, como amplios rangos de temperatura y resistencia a las vibraciones.
2. Funcionalidad robusta
En comparación con los microcontroladores, las placas base industriales ARM logran fácilmente la expansión a través de buses. En comparación con las placas base industriales X86, las placas ARM igualan cada vez más sus capacidades-como la compatibilidad con múltiples puertos COM, puertos USB y pantallas. En video multimedia y comunicación de datos, están esencialmente a la par con las placas base industriales X86.
Placas base industriales ARM
3. Alta velocidad de procesamiento
Los procesadores ARM son microprocesadores RISC que ofrecen una eficiencia superior en el procesamiento de instrucciones y datos y cumplen con la mayoría de los requisitos de control industrial y dispositivos terminales inteligentes en la placa base. Además, los datos de las placas base industriales ARM normalmente se almacenan en una memoria Flash, que utiliza formato binario. Los datos externos no se pueden copiar directamente de los datos internos, lo que garantiza una sólida seguridad de los datos.
4. Ciclo de desarrollo corto y alta flexibilidad
El ciclo de desarrollo de hardware para placas base industriales basadas en ARM-es generalmente de 3 meses, lo que reduce significativamente los costos de I+D y acelera el desarrollo de productos para los clientes. Además, las placas base industriales ARM ofrecen opciones de configuración flexibles adaptadas a las necesidades del usuario, como tamaño de memoria, reducción de controladores del sistema, reducción de chips periféricos y carga de software del sistema. Esto reduce sustancialmente los costos para el cliente al tiempo que mejora la eficiencia y el rendimiento general del mantenimiento del sistema.
Diferencias entre placas base industriales y placas base comerciales
Según su uso previsto, las placas base se pueden clasificar en placas base industriales y placas base comerciales. Las placas base comerciales se utilizan principalmente en ordenadores domésticos y de oficina, mientras que las placas base industriales se utilizan principalmente en entornos industriales. En consecuencia, las placas base industriales y comerciales presentan diferencias de diseño significativas.
1. Diferentes ciclos de vida
Según la Ley de Moore, las placas base comerciales suelen actualizarse después de 2 o 3 años de uso. El mercado de placas base comerciales prioriza los siguientes valores objetivo: alta velocidad, rendimiento superior de gráficos y juegos y bajo costo.
En comparación con las computadoras comerciales, las computadoras industriales operan en escenarios de uso muy diferentes y tienen propósitos distintos. En aplicaciones industriales, cada dispositivo suele tener aplicaciones y tareas operativas fijas. Una vez definida la aplicación, se pueden determinar la velocidad requerida y las capacidades de procesamiento de gráficos de la computadora industrial sin necesidad de actualizaciones constantes. En comparación con la velocidad y el precio, los clientes industriales ponen mayor énfasis en la operación estable a largo plazo-. Las placas base industriales suelen tener una vida útil de 5 a 8 años.
2. Diferencias en los materiales de los componentes electrónicos
Las placas base son placas de circuito impreso (PCB) y el núcleo de las PCB consta de varios componentes electrónicos. Los diferentes ciclos de servicio de las placas base industriales y comerciales provocan marcados contrastes en la selección de componentes electrónicos.
En comparación con las placas base industriales, las placas base comerciales tienen menores requisitos de estabilidad del producto y entornos operativos. Por lo general, utilizan materiales-de calidad comercial para los componentes-que requieren tiempo. Por ejemplo, los condensadores electrolíticos comunes se utilizan ampliamente en placas base comerciales. Esto tiene dos propósitos: atender al mercado comercial y reducir los costos de la placa base.
Los componentes de las placas base industriales deben soportar un amplio rango de temperaturas ({5}}40 °C a 80 °C) para garantizar un funcionamiento fiable en entornos exigentes (funcionamiento continuo prolongado, vibración, polvo, radiación, etc.). Además, los componentes de las placas base industriales deben soportar altas temperaturas y humedad. Para satisfacer las demandas de las aplicaciones, las placas base industriales emplean condensadores electrolíticos de chip de alta calidad, condensadores de tantalio y condensadores cerámicos. Ésta es una de las razones por las que las placas base industriales cuestan más que las comerciales.
3. Diferencias de PCB
Las placas base comerciales utilizan un diseño de PCB de cuatro-capas. Normalmente, las placas de circuito PCB se dividen en cuatro capas. Las capas superior e inferior sirven como capas de señal, mientras que las dos capas intermedias funcionan como planos de tierra y de energía. Los aviones de tierra y de energía están ubicados en el centro. Las placas base industriales emplean diseños de PCB con seis o más capas, diseñadas específicamente para mejorar la resistencia de la placa a la interferencia electromagnética (EMI) y la compatibilidad electromagnética (EMC), mejorando así la estabilidad general.
4. Diferencias de CPU
(1) Consumo de energía
Las placas base industriales suelen utilizar CPU de bajo-consumo para soportar los entornos hostiles habituales en las aplicaciones de control industrial.
(2) Diseño de circuito
Las placas base industriales deben adaptarse a amplios rangos de temperatura y voltaje en aplicaciones industriales, y presentan una tolerancia de voltaje más amplia que las placas comerciales-que normalmente funcionan entre 9 y 36 V. Esto exige una disposición y un diseño de circuitos más precisos para la CPU.
(3) Diferentes resistencias EMI
Las placas base comerciales se someten únicamente a pruebas EMC comerciales, lo que da como resultado una menor resistencia EMI. Las placas base industriales exigen una alta resistencia a EMI y deben pasar pruebas y certificaciones EMI, EMC y otras.
5. Programación de producción y procesos de prueba
Las placas base industriales suelen desarrollarse para aplicaciones específicas y es posible que solo sean adecuadas para determinados usos. En consecuencia, su ámbito de aplicación es limitado, mientras que las placas base comerciales se dirigen a mercados nacionales y pueden producirse en lotes muy grandes. Debido a consideraciones de volumen, la asignación de costos para la programación de producción de placas base industriales es significativamente mayor que para las comerciales. Esto representa otro factor que contribuye a la disparidad de precios entre las placas base industriales y comerciales.
Las placas base comerciales se someten principalmente a tres procesos de inspección: ICT, FUTION y MANU. Antes de que las placas base industriales entren en producción, deben pasar múltiples procedimientos de prueba rigurosos, que generalmente van desde T5 a T7. Más allá de ICT, FUTION y MANU, se requieren pruebas adicionales de temperatura, vibración, seguridad y otros parámetros para garantizar la calidad de cada placa base industrial.
6. Otras consideraciones
(1) Las placas base industriales admiten más interfaces
Pueden admitir simultáneamente PCI, PCIe, Mini PCIe, múltiples puertos COM, múltiples puertos USB, buses GPIO integrados, capacidades de pantalla dual, interfaces HDMI, DVI, VGA y LPT. Las tarjetas-de longitud completa se pueden combinar con placas posteriores para admitir múltiples expansiones ISA, PCI y PCIe.
(2) Las placas base industriales cuentan con funciones de protección
A través de un diseño especializado, las placas base industriales permiten el reinicio automático del mecanismo de vigilancia y la protección contra sobretensiones durante condiciones anormales como apagados del sistema. Esto garantiza plenamente los requisitos de alta estabilidad en entornos hostiles.