Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
12
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
384.43 Кб
Скачать

ОБЗОР/ВСТРАИВАЕМЫЕ СИСТЕМЫ

Алексей Сорокин

Промышленные

компьютеры для встраиваемых систем

В статье рассматриваются промышленные компьютерные системы и встраиваемые компьютеры, построенные на базе одноплатных компьютеров, выполненных в стандартных форм факторах. Представлены современные встраиваемые панельные

и защищённые компьютеры, ориентированные на промышленное и транспортное применение в жёстких условиях эксплуатации и поддерживающие возможность расширения функций. Приведены примеры из номенклатуры изделий ведущих производителей. Затронут вопрос о применении защищённых дисплеев со встраиваемыми компьютерами.

 

ВСТРАИВАЕМЫЕ СИСТЕМЫ

тельности и функциональность систе

 

 

Под встраиваемыми системами (Em

мы, потребляемую ею мощность, а сле

 

 

bedded Systems) обычно понимают на

довательно,

и область

применения.

 

 

бор встраиваемых аппаратных средств

Например,

процессоры

архитектуры

 

 

(Embedded Hardware), которые позици

x86 могут применяться практически во

 

 

онируются для работы в составе какой

всех системах, где это позволяют габа

 

 

либо другой системы, как правило, под

ритные размеры и уровень потребляе

 

 

управлением встраиваемого программ

мой мощности (рис. 1). В то же время

 

 

ного обеспечения (Embedded Software).

есть области применения, где прочно

 

 

В качестве аппаратных средств управ

закрепились экономичные и малогаба

 

 

ления и контроля системой, как прави

ритные контроллеры

архитектуры

 

 

ло, применяются процессорные моду

ARM. Данный пример свидетельствует

 

 

ли на базе микропроцессоров различ

о том, что определяющую роль может

 

 

ных архитектур. На данный момент ко

играть не столько архитектура процес

Рис. 2. ПЛК FASTWEL I/O с распределённой

 

личество типов таких архитектур уже

сора, сколько те аппаратно программ

системой ввода вывода

 

превышает 40. Если попытаться разде

ные решения на базе этой архитекту

 

 

лить встраиваемые системы по типу

ры, которые в настоящее время пред

зависит от типа решаемой задачи, не

 

применяемых в них микропроцессор

ставлены на рынке. Да и выбор встраи

жели от типа используемого оборудо

 

ных решений (архитектуры централь

 

 

 

. Всё это приводит к тому, что в

 

ного процессора), то каждому

 

 

 

области применения складыва

 

можно сопоставить некоторый набор

 

 

 

в качестве общепринятых свои

 

доступного для применения встраи

 

 

 

определённые программно аппарат

 

ваемого программного обеспече

 

 

 

ные решения на базе процессоров

 

ния (ПО), минимальный (базовый)

 

 

 

определённой архитектуры и под

 

набор интерфейсов и поддерживаемых

 

 

 

управлением определённого набо

 

периферийных устройств, минималь

 

 

 

встраиваемого ПО.

 

ную и максимальную производитель

Рис. 1.

 

 

микропроцессорные архитекту

 

ность, а также допустимые условия

Модуль CPB906

 

развиваются своим путём и часто

 

эксплуатации. Ведь именно архитекту

(компания FASTWEL) с

 

оптимизируются именно для тех при

14

ра и количество управляющих процес

размерами 65×40 мм, выполненный на базе

менений, где они получили наиболь

соров определяют уровень производи

процессора Vortex86DX архитектуры x86

шее распространение. В качестве аппа

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 1/2011

 

 

О Б З О Р /В С Т Р А И В А Е М Ы Е С И С Т Е М Ы

ратных средств АСУ ТП наиболее ши роко распространены решения на базе архитектур, отличных от x86, – это программируемые логические конт роллеры (ПЛК). Основными особен ностями ПЛК являются поддержка промышленных полевых шин (field bus), наличие развитой распределён ной системы ввода вывода, а также поддержка специализированного ПО, призванного ускорить и упростить процесс разработки АСУ ТП, – SCADA (рис. 2). Другим видом встраиваемых аппаратных средств для систем управ ления выступают промышленные ком пьютеры, выполненные на базе архи тектуры x86. Благодаря наличию мно жества стандартных форм факторов изделий этого вида и готовых специа лизированных аппаратных средств расширения промышленные компью теры позволяют строить надёжные сис темы, предоставляющие гибкие воз можности расширения и изменения функций, являются свободно програм мируемыми и поддерживают не только операционные системы (ОС) общего назначения, но и ОС реального време ни (ОС РВ). Поэтому промышленные компьютеры находят широкое приме нение в таких отраслях, как промыш ленное производство, медицина, тор говля, железнодорожный транспорт, судостроение, авиация, и в различных ответственных приложениях, требую щих надёжного функционирования в жёстких условиях эксплуатации. Для таких применений имеется широкий набор специализированного встраива емого ПО и разработано множество специальных программно аппаратных решений. Именно о таких решениях и построенных на их основе системах пойдёт речь в данной статье.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Любая компьютерная система стро ится на базе процессорного модуля (Host Module, или CPU Module), кото рый может быть модулем общего или промышленного назначения. Модули общего назначения – это, как правило, изделия для бытовых нужд и изделия для приложений, не требующих нали чия специализированных интерфей сов, эксплуатируемые при нормальных условиях и без особых требований по устойчивости к механическим и про чим воздействиям. Ярким примером могут выступать материнские платы для персональных компьютеров или

 

 

 

промышленные

интерфейсы

 

 

(например,

изолированные CAN,

 

 

RS 422/485 и др.), несколько Ethernet

 

 

портов и даже наличие аналогового и

 

 

цифрового ввода вывода. Как пра

 

 

вило, все компоненты являются

 

 

напаянными (Soldered, или Onboard),

 

 

иногда производители предлагают

 

 

использовать модули расширения для

Рис. 3. Модуль CPC1301 (стандарт COM

 

ОЗУ – модули памяти SO DIMM. Ис

 

 

пользование таких нераспаянных мо

Express, процессор Intel Core 2 Duo, тактовая

частота 1,5 ГГц) компании FASTWEL

дулей снижает виброустойчивость од

с установленными модулями SO DIMM

ноплатного компьютера, но позволяет

 

 

выполнить его в меньшем форм фак

одноплатные компьютеры для домаш

торе и добавить гибкости в подборе не

них мультимедийных систем. Модули

обходимого объёма памяти (рис. 3). То

промышленного назначения – это из

же самое относится и к дисковой под

делия, выполненные в стандартных

системе: интегрированный флэш диск

форм факторах и ориентированные на

дороже и имеет меньший объём, неже

эксплуатацию в жёстких условиях. Они

ли стандартный носитель на жёстком

могут иметь специализированный на

магнитном диске (НЖМД), но неос

бор интерфейсов и потреблять значи

поримым преимуществом флэш диска

тельно меньше энергии по сравнению

являются работоспособность в индуст

с модулями общего назначения. При

риальном температурном диапазоне и

мерами таких модулей для промыш

высокие показатели виброустойчивос

ленного или транспортного примене

ти. Сейчас на рынке доступны флэш

ния могут быть одноплатные компью

диски (SSD) объёмом до 160 Гбайт

теры (SBC), которые представляют со

со

скоростями

чтения/записи

до

бой законченное решение, включаю

235–170 Мбайт/с,

что

значительно

щее в свой состав все необходимые

превышает аналогичные показатели

компоненты, обеспечивающие требуе

большинства

НЖМД. Одноплатные

мую функциональность. Минималь

компьютеры, в отличие от изделий об

ный набор компонентов для SBC

щего назначения, редко имеют станда

включает в свой состав исполняющий

ртные интерфейсные

разъёмы

для

процессор, ОЗУ и набор системной ло

подключения периферийного обору

гики, поддерживающий определённый

дования. Это вызвано

стремлением

минимальный функционал, который

применять малогабаритные разъёмы

обычно подразумевает последователь

вместо стандартных крупногабарит

ные порты (RS 232, USB), стандартные

ных. В зависимости от форм фактора

шины расширения, интерфейс под

SBC

иногда

ставятся

стандартные

ключения дисковой подсистемы (IDE

разъёмы, но их количество ограничено

и/или SATA) и не менее одного порта

областью крепления лицевой панели,

Ethernet. В качестве расширения функ

если таковая вообще предусматривает

ционала можно рассматривать встро

ся конструкцией. В случае когда изде

енную дисковую подсистему, слот для

лие предназначено для применения в

карт памяти (CompactFlash, SD или

составе какого либо оборудования и не

MicroSD и т.п.), графическую подсис

предполагается использование устрой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Модули одноплатных компьютеров CPC304 (слева) и CPC306 (справа)

15

с установленными интерфейсными модулями KIB380 и KIB386 (FASTWEL)

СТА 1/2011

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru

 

 

 

 

О Б З О Р /В С Т Р А И В А Е М Ы Е С И С Т Е М Ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ства с лицевой панелью, которая кре

мы FASTWEL: CPC304 и KIB380,

Стековые системы не используют объ

 

 

пится непосредственно к его интер

CPC306 и KIB386 (рис. 4).

 

единительную плату, а соединение мо

 

 

фейсным разъёмам, логично размес

Особым отличием SBC от модулей

дулей осуществляется путём подсоеди

 

 

тить на модуле малогабаритные разъё

общего назначения и между собой яв

нения модулей друг к другу через сте

 

 

мы и сделать кабели переходники на

ляется форм фактор, в котором выпол

ковые разъёмы, на которые выведена

 

 

стандартные (в том числе и на специ

нен модуль (см. врезку «Основные

объединительная шина. Стековым сис

 

 

альные герметичные) разъёмы, ис

форм факторы и стандарты для компо

темам принадлежат, в первую очередь,

 

 

пользуемые в оборудовании. Часто так

нентов встраиваемых

компьютерных

модули, соответствующие специфика

 

 

и делают: ставят обычные штыревые

систем»). Построение

компьютерной

циям PC/104, PC/104 Plus, PCI 104,

 

 

соединители на SBC модулях и пред

системы возможно по двум основным

PCI/104 Express, а также EPIC, EBX,

 

 

лагают применять кабели переходни

принципам – это

магистрально мо

3,5", ETX, COM, и модули, выполнен

 

 

ки, которые несложно разработать са

дульные и стековые системы. Магист

ные по ряду спецификаций SFF SIG

 

 

мостоятельно или сделать на заказ.

рально модульные системы выполня

(Small Form Factor Special Interest

 

 

Иногда используют интерфейсные мо

ются на базе каркасов с пассивной объ

Group). Подобные системы наиболее

 

 

дули, предоставляющие переход с уста

единительной платой

(backplane), по

часто находят применение в составе

 

 

новленных на SBC модуле разъёмов на

которой разведена

объединительная

промышленных компьютеров, кото

 

 

разъёмы стандартного типа; примера

шина. К таким системам относятся мо

рые представляют собой законченное

 

 

ми могут послужить варианты совмест

дули, выполненные в соответствии со

решение, заключённое в корпус и отве

 

 

ного применения одноплатных компь

спецификациями CompactPCI, VME,

чающее требованиям

конкретного

 

 

ютеров и интерфейсных модулей фир

AdvancedTCA, MicroPC, PCI/ISA и т.п.

класса пылевлагозащищённости.

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ФОРМ ФАКТОРЫ И СТАНДАРТЫ ДЛЯ КОМПОНЕНТОВ ВСТРАИВАЕМЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

 

 

 

VME

определяющей её версию, например AMC.0

кого, так и военного назначения. Более под

 

 

 

Шина VMEbus (VersaModule Eurocard bus)

(Advanced Mezzanine Card, или AdvancedMC,

робно познакомиться со спецификациями

 

 

 

была разработана компанией Motorola в

rev.0), EXP.0 (CompactPCI Express). Консорци

стековых форм факторов PC/104 можно на

 

 

 

1981 году для применения в изделиях фор

ум продвигает следующие спецификации:

сайте консорциума www.pc104.org.

 

 

 

мата Евромеханика (Eurocard). Оригиналь

слотовые системы PICMG 1.xx (PCI/ISA,

SFF SIG

 

 

 

 

ная версия была принята в 1987 году как

PCI, SHB Express и др.);

 

 

 

 

 

 

международный стандарт IEEE 1014, IEC 821

магистрально модульные системы PICMG

В 2008 году был основан консорциум SFF

 

 

 

(МЭК 821). В 1994 году был принят стандарт

2.xx (CompactPCI, VME64x,

CompactPCI

SIG (Small Form Factor Special Interest Group),

 

 

 

VME64 (ANSI/VITA 1 1994), описывающий

Serial и др.);

 

 

 

продвигающий ряд спецификаций для мо

 

 

 

64 битовое расширение шины VME, а в 1998

магистрально модульные системы PICMG

дулей с малыми габаритами и потреблени

 

 

 

году – стандарт VME64x (ANSI/VITA 1.1

3.xx (AdvancedTCA Base, Ethernet Advan

ем меньше 10 Вт. Особое внимание со сторо

 

 

 

1997), являющийся развитием VME64.

cedTCA и др.);

 

 

 

ны консорциума уделяется поддержке «тра

 

 

 

Продвижением стандартов VME занимается

магистрально модульные

системы

диционных» (legacy) интерфейсов и ПО.

 

 

 

международная ассоциация VITA (VME

MTCA.x (MicroTCA);

 

 

 

Консорциум продвигает такие специфика

 

 

 

International Trade Association), основанная в

стековые системы COM.x, именуемые как

ции для стековых систем, как SUMIT, Pico

 

 

 

1984 году. Стандарт VME и сегодня является

COM Express (COM – Computer On Module).

ITXe, Pico I/O, COMIT, CoreExpress, а также

 

 

 

популярным для изделий промышленного,

Полный список спецификаций PICMG

спецификацию MiniBlade, поддерживаю

 

 

 

телекоммуникационного и военного назна

можно найти на сайте консорциума

щую сменные карты памяти USB 2.0/

 

 

 

чения. Подробную информацию о стандар

www.picmg.org.

 

 

 

3.0, SATA, MMC, PCI Express x1, SDIO. Более

 

 

 

тах VME можно найти на сайте ассоциации

PC/104

 

 

 

подробно с этими спецификациями можно

 

 

 

VITA www.vita.com.

 

 

 

ознакомиться на сайте

консорциума

 

 

 

PICMG

Консорциум PC/104, основанный в 1992

www.sff sig.org.

 

 

 

 

году, продвигает стековые системы в форм

MicroPC

 

 

 

 

В 1994 году был основан консорциум

факторах PC/104, PC/104 Plus, PCI 104,

 

 

 

 

PICMG (PCI Industrial Computer Manufactu

PCI/104 Express, PCIe/104. Каждый последу

Данный форм фактор был предложен

 

 

 

rers Group), целью которого было расшире

ющий стандарт является логическим разви

американской компанией Octagon Systems

 

 

 

ние стандартов группы PCI SIG (PCI Special

тием предыдущего и, как следствие, имеет с

для построения магистрально модульных

 

 

 

Interest Group) на оборудование для приме

ним практически полную совместимость. По

систем на базе 8 битовой шины ISA. Изде

 

 

 

нения в системах промышленной автомати

мимо перечисленных консорциум поддер

лия в форм факторе MicroPC преимущест

 

 

 

зации, медицины, телекоммуникаций и во

живает такие популярные для одноплатных

венно ориентированы на жёсткие условия

 

 

 

енного назначения. До 2004 года специфика

компьютеров стандарты, как EBX, EBX

эксплуатации и производятся преимущест

 

 

 

ции PICMG нумеровались путём изменения

Express, EPIC, EPIC Express и 3,5". Данные

венно двумя компаниями в мире – Octagon

 

 

 

кода версии, представленного в виде «x.yy»,

стандарты нашли широкое применение сре

Systems (США) и FASTWEL (Россия). Изде

 

 

 

где «x» определял форм фактор (1 – слото

ди одноплатных компьютеров, а также в за

лия в данном форм факторе нашли приме

 

 

 

вые системы, 2 – CompactPCI, 3 – системы

щищённых компьютерах, состоящих из од

нение в системах промышленной автомати

 

 

 

AdvancedTCA), а «yy» соответствовал иденти

ного и более модулей, объединённых в стек

зации, коммуникации, управления, а также

 

 

 

фикатору спецификации. После 2004 года

и установленных в обычно герметичном кор

в составе аппаратуры военного назначения.

 

 

 

появилась новая система нумерации стан

пусе. Областью наибольшего распростране

Данный форм фактор не имеет утверждён

 

16

 

дартов: было введено буквенное обозначе

ния решений на базе стандартов консорциу

ного и поддерживаемого каким либо кон

 

 

ние новых спецификаций с одной цифрой,

ма PC/104 является транспорт как гражданс

сорциумом стандарта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 1/2011

 

 

 

О Б З О Р /В С Т Р А И В А Е М Ы Е С И С Т Е М Ы

 

 

 

ВСТРАИВАЕМЫЕ

 

 

си. Применение модулей с кондуктив

 

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

 

 

ным теплоотводом на корпус позволяет

 

КОМПЬЮТЕРЫ

 

 

избавиться от необходимости использо

 

Встраиваемые промышленные компь

 

вания воздушных фильтров и систем

 

ютеры условно можно разделить на две

 

вентиляции непосредственно в шасси и,

 

основные категории: панельные (Panel

 

как следствие, необходимости создавать

 

PC) и защищённые встраиваемые (да

 

внутри шасси избыточное давление для

 

лее – защищённые). Отличительной

 

защиты от пыли – всё это существенно

 

особенностью панельных компьютеров

 

снижает требования к обслуживанию

 

является наличие средств визуализации

Рис. 5. Панельный

таких систем, повышает их ресурс и на

 

и ввода вывода. По сути это полноцен

компьютер БС03 (FASTWEL),

дёжность. В защищённых шасси лице

 

ный персональный компьютер, только

построенный на базе COM модуля CPB904

вая и задняя панели, где можно было бы

 

реализованный в виде моноблока. Наи

(FASTWEL) и предназначенный для

установить дисплей небольших разме

 

более часто

панельные компьютеры

применения на железнодорожном

ров, уже заняты необходимыми интер

 

оснащаются сенсорным экраном, а на

транспорте в кабине машиниста

фейсными разъёмами. Заметим, что тра

 

лицевой панели присутствуют только

электровоза/тепловоза

диционные для домашних, офисных и

 

самые необходимые функциональные

 

серверных компьютеров материнские

 

клавиши. Как правило, от панельного

 

платы в форм факторах ATX, mini ATX

 

компьютера не требуется высокой про

 

и т.п. также являются магистрально мо

 

изводительности. Поэтому применение

 

дульными слотовыми системами, но без

 

в них одноплатных компьютеров как

 

применения шасси и объединительных

 

функционального ядра более чем оправ

 

кросс плат. Производством разнообраз

 

данно: низкое энергопотребление, кон

 

ных шасси, кросс плат, корпусов и мо

 

дуктивный теплоотвод, способность ра

 

дулей для магистрально модульных сис

 

ботать в круглосуточном режиме без

 

тем занимается множество иностранных

 

сбоев, возможность выбора или заказа

 

и отечественных компаний. Если гово

 

размера корпуса, дисплея и способа

 

рить именно о готовых решениях, то

 

крепления, отвечающего условиям мон

 

можно обратить внимание на промыш

 

тажа в готовую систему. Имеющиеся

 

ленное оборудование AdvantiX, выпус

 

средства визуализации и ввода вывода

Рис. 6. Высокопроизводительная станция

каемое фирмой FASTWEL. Данное обо

 

позволяют

использовать

панельные

оператора FASTWEL AdvantiX IPC ATX 7220

рудование ориентировано на промыш

 

компьютеры для организации человеко

на базе процессора Intel Pentium Dual Core

ленное применение и может удовлетво

 

машинного интерфейса (HMI). Отсюда

 

рить самого искушённого потребителя

 

и основные области их применения –

щищённые компьютеры – это, как пра

(рис. 6).

 

терминалы или пульты оператора для

вило, либо магистрально модульная,

Стековые системы тоже устанавли

 

управления и контроля в АСУ ТП,

либо стековая система объединения мо

ваются в корпуса, причём весьма огра

 

транспортных средствах (автомобиль

дулей. Для построения магистрально

ниченного размера и без объедини

 

ных, железнодорожных, судовых, авиа

модульной системы применяются сло

тельных плат. В таких корпусах лице

 

ционных), медицине, торговле и сфере

товые одноплатные компьютеры, кото

вой панелью является одна из сторон

 

обслуживания. В зависимости от усло

рые устанавливаются в шасси с пассив

корпуса, на которую выведены необхо

 

вий применения панельные компьюте

ной объединительной платой (кросс

димые интерфейсные разъёмы. Напри

 

ры могут иметь защищённое исполне

платой). Примерами таких систем могут

мер, американская компания RTD

 

ние лицевой панели, всего корпуса или

служить наиболее распространённые

Embedded Technologies предоставляет

 

не иметь защиты вообще. Одноплатный

системы форматов CompactPCI, VME,

потребителю встраиваемые компьюте

 

компьютер, являющийся функциональ

AdvancedTCA, MicroPC. Защищённое

ры под названием IDAN, HiDAN и

 

ным ядром панельного компьютера, как

исполнение в таких системах достигает

HiDANplus. Данные решения предпо

 

правило, имеет стековую архитектуру в

ся путём применения защищённых шас

лагают объединение в одну систему

 

соответствующем форм факторе (EPIC,

 

причём каж

 

EBX, 3,5", PC/104 и др.) или представлен

 

сег

 

платой носителем с процессорным мо

 

 

 

дулем в формате COM, ETX и т.п. При

 

 

 

мерами промышленных

панельных

 

 

 

компьютеров могут служить изделия та

 

 

 

ких производителей, как

Advantech,

 

 

 

AAEON, FASTWEL (рис. 5).

 

 

 

 

Защищённые компьютеры, в отличие

 

 

 

от панельных, которые также могут

 

 

 

иметь защищённое исполнение, не рас

 

 

 

полагают встроенными в шасси или

 

 

 

корпус средствами организации HMI –

 

 

18

попросту говоря, у них отсутствуют

Рис. 7. Защищённые компьютеры HiDAN (слева) и IDAN (справа) компании RTD Embedded

встроенный дисплей и клавиатура. За

Technologies

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 1/2011

 

 

 

О Б З О Р /В С Т Р А И В А Е М Ы Е С И С Т Е М Ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

менте корпуса (рис. 7). У такого рода

мо в данном случае, – это переработка

 

 

 

 

решений есть свои плюсы – это удоб

только одной детали корпуса – лице

 

 

 

 

ство сборки корпуса, заранее спроек

вой панели, а всё остальное будет без

 

 

 

 

тированное расположение кабелей,

изменений. Например, компьютер мо

 

 

 

 

вывод всех интерфейсов на стандарт

дульный MK306 (рис. 8) позициониру

 

 

 

 

ные интерфейсные разъёмы, организа

ется фирмой FASTWEL как отладоч

 

 

 

 

ция теплоотвода на боковые стенки.

ный

комплект

для

контроллера

 

 

 

 

Но есть и недостатки – высокая стои

CPC306 и представляет собой закон

 

 

 

 

мость фрезерованных деталей корпуса,

ченное решение, состоящее из следую

 

 

 

 

наличие множества стыков элементов

щих

основных

элементов:

модуль

 

 

 

 

корпуса и необходимость применения

контроллера CPC306 с аналоговым и

Рис. 9. Защищённый компьютер MK150

 

модулей только из линейки RTD Em

цифровым вводом выводом, модуль

(FASTWEL) с креплением для установки

 

bedded Technologies, пусть и весьма со

видеопроцессора VIM301, источник

на DIN рейку

 

 

 

лидной. Основной особенностью тако

питания PS351 и модуль интерфейс

 

 

 

 

го рода решений является необходи

ный KIB386. Данный комплект стеко

ные решения фирмы FASTWEL. Защи

 

мость обеспечения доступа к одной и

вых модулей помещён в корпус, что

щённый компьютер MK150 (рис. 9)

 

более боковым сторонам корпуса при

обеспечивает

степень

защиты IP40.

представляет собой

многофункцио

 

монтаже оборудования и кабелей, что

Несмотря на то что данное изделие по

нальное устройство,

построенное на

 

не позволяет устанавливать корпус в

зиционируется как отладочный комп

базе процессора AMD Geode LX800 и

 

нишу с доступом только к одной сторо

лект, оно может применяться и как за

ориентированное на

транспортное и

 

не. С другим вариантом организации

конченное решение, а также на его ба

промышленное применение, однако

 

защищённого компьютера на базе мо

зе путём переработки конструкции за

данный компьютер не предполагает ус

 

дулей PC/104 можно ознакомиться на

приемлемые сроки и деньги может

тановку дополнительных модулей рас

 

примере встраиваемого оборудования

быть выполнен заказной вариант, отве

ширения. Защищённые

компьютеры

 

таких компаний, как FASTWEL и Octa

чающий нуждам конкретного заказчи

MK905 на базе процессора AMD Geode

 

gon Systems. В данных решениях для

ка. Ещё одно изделие фирмы

LX800 (рис. 10) и MK800 на базе про

 

защиты стека используется цельный

FASTWEL – это компьютер модуль

цессора Intel Pentium M допускают ус

 

корпус, рассчитанный на определён

ный MK307 (внешний вид показан на

тановку до двух дополнительных моду

 

ное количество стековых модулей. Теп

рис. 4 в статье [1]). Данное изделие по

лей расширения PC/104 Plus. Защи

 

лоотвод осуществляется тоже через бо

зиционируется

как платформа для

щённые компьютеры серии MK фир

 

ковые стенки корпуса, а вывод всех не

построения расширяемого встраивае

мы FAST WEL – далеко не единствен

 

обходимых интерфейсов организован

мого

защищённого компьютера для

ные решения в своём роде, но мало ка

 

на лицевой панели. Такая конструкция

жёстких условий эксплуатации. Поня

кие их аналоги могут похвастаться по

 

обеспечивает компактное расположе

тие «платформа» подразумевает нали

добными характеристиками, и это при

 

ние интерфейсных разъёмов и позво

чие в основном исполнении лишь

том, что компьютеры серии MK явля

 

ляет производить установку корпуса в

средств обеспечения основной функ

ются полностью российскими разра

 

нишу без доступа к его задней и боко

циональности – процессорного модуля

ботками, ориентированными в первую

 

вым стенкам. Защита от пыли и/или

и модуля источника питания. Все ос

очередь на российских потребителей.

 

влаги обеспечивается за счёт примене

тальные модули (модуль видеопроцес

 

 

 

 

ния герметизированных интерфейс

сора, коммуникационные и навигаци

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

 

 

ных разъёмов. Одним из достоинств та

онные модули) являются опциональ

ЗАЩИЩЁННЫЕ ДИСПЛЕИ

 

ких защищённых систем является воз

ными, как и модули расширения, раз

Защищённые компьютеры, постро

 

можность их функционального расши

работанные заказчиком. Главное – это

енные как по магистрально модульно

 

рения. Ведь в данном случае в стек

соответствие

модулей

расширения

му, так и по стековому принципу, пред

 

можно устанавливать любые модули

стандарту PC/104 Plus и изготовление

назначены для решения задач контро

 

расширения соответствующего форм

интерфейсного кабеля для вывода ин

ля и управления, поэтому в них тради

 

фактора, в том числе и самостоятельно

терфейсов с модулей расширения на

ционно не уделяется особого внимания

 

разработанные заказчиком специали

лицевую панель. В данном изделии все

видеоподсистеме.

Промышленные

 

зированные модули; всё, что необходи

модули устанавливаются в корпус со

компьютеры редко оснащают мощной

 

 

степенью защиты IP65. Для обеспече

графической подсистемой, способной

 

 

ния столь высокой степени защиты

работать со сложными трёхмерными

 

 

применяются

герметичные

разъёмы

объектами и поддерживающей более

 

 

фирмы LTW, а отвод тепла осуществля

двух дисплеев, и тем более встроенным

 

 

ется через боковые стенки корпуса.

дисплеем, как у панельных компьюте

 

 

Оба изделия, MK306 и MK307, работа

ров. Ведь в условиях окружающей сре

 

 

ют от сети постоянного тока с напря

ды, требующих защищённого исполне

 

 

жением питания 10…36 В в диапазоне

ния, предпочтительнее

реализовать

 

 

рабочих температур от –40 до +70°С и

удалённое управление

системой из

 

 

устойчивы к воздействию одиночных

операторской или из другого здания,

 

 

ударов до 100g и вибрации до 10g. По

населённого пункта и т.п. Если же за

20

Рис. 8. Защищённый компьютер MK306

мимо данных изделий можно обратить

щищённые системы требуют наличия

компании FASTWEL

внимание и на более производитель

визуализации по месту применения, а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 1/2011

 

 

О Б З О Р /В С Т Р А И В А Е М Ы Е С И С Т Е М Ы

 

 

 

компьютеров [4], сделанные в 20 м ве

 

 

 

 

ке, то в результате сравнения с совре

 

 

 

 

менными решениями мы увидим, что

 

 

 

 

произошла качественная

эволюция

 

 

 

 

применяемого оборудования, введены

 

 

 

 

новые, более перспективные интер

 

 

 

 

фейсы и технологии, а задачи, возлага

 

 

 

 

емые на встраиваемые компьютерные

 

 

 

 

системы, стали сложнее, требователь

 

 

 

 

нее к вычислительной мощности и на

 

Рис. 10. Расширяемый защищённый

личию развитых коммуникационных

 

компьютер MK905 (FASTWEL)

возможностей.

 

 

 

 

 

 

В настоящее время многие идеи авто

 

использование панельного компьюте

матизации прошлого века стали при

 

ра необоснованно, то

задействуются

вычной для всех реальностью. Сейчас,

 

промышленные дисплеи требуемых

когда оплачивают услуги связи или

 

размеров. При необходимости на базе

проезд в метро, покупают железнодо

 

защищённого компьютера и промыш

рожные билеты и т.п., часто пользуются

 

ленного дисплея можно построить и

платёжными терминалами, которые

 

распределённое решение: встроенный

есть не что иное, как панельные компь

 

компьютер

в составе

оборудования

ютеры. В современных поездах в каби

 

размещается в промышленной обста

нах машинистов

устанавливаются

 

новке или в опасной зоне, а дисплей

пульты оператора – это тоже панель

 

выносится в операторскую или уста

ные компьютеры. На транспорте и на

 

навливается на удалении, в более бла

промышленных предприятиях для ре

 

гоприятных для оператора условиях.

шения задач контроля и управления

 

В настоящее время доступны для за

оборудованием широко применяются

 

каза промышленные дисплеи весьма

защищённые компьютеры с разными

 

впечатляющего диапазона размеров и с

степенями пылевлагозащищённости в

 

довольно широким выбором видеоин

зависимости от условий эксплуатации и

 

терфейсов, что может добавить функ

специфики решаемых задач. Космичес

 

циональности использующей эти дисп

кие аппараты уже сложно представить

 

леи системе и гибкости при выборе

без наличия бортовых компьютеров,

 

применяемого в ней

оборудования.

требования к которым значительно от

 

Примерами могут служить защищён

личаются от требований к оборудова

 

ные дисплеи таких производителей, как

нию общего или домашнего назначе

 

Planar, Advantech, LITEMAX. С конк

ния, как правило, именно из за условий

 

ретными

примерами

защищённых

эксплуатации. Все эти системы можно

 

дисплеев для жёстких условий эксплуа

назвать встраиваемыми системами, и

 

тации от компании LITEMAX (серия

нужно выбрать лишь вариант их испол

 

NPD) можно ознакомиться в [2]. При

нения для конкретного применения.

 

разработке собственной системы имеет

 

 

 

 

смысл обратить внимание на LCD

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

дисплеи фирмы Sharp серии Strong2,

1. Пятницких А. PC/104 – стандарт для

 

способные работать при температурах

жёстких условий эксплуатации // Совре

 

от –20 до +70°С, и на высококонтраст

менные технологии

автоматизации. –

 

ные электролюминесцентные дисплеи

2011. – № 1.

 

 

 

компании Planar, пригодные для рабо

2. Гуров И. Дисплеи

высокой яркости

 

ты при температурах от –40 до +70°С.

LITEMAX для жёстких условий эксплуа

 

 

 

 

тации // Современные технологии авто

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

матизации. – 2010. – № 2.

 

 

С конца 20 го века встраиваемые

3. Сорокин С., Гарсия В. Панельные персо

 

системы претерпели ряд существенных

нальные компьютеры фирмы Advantech //

 

изменений: они стали более функцио

Современные технологии

автоматиза

 

нальными, более защищёнными и бо

ции. – 1998. – № 3.

 

 

 

лее доступными. Конечно же, сейчас

4. Кузнецов А. Промышленные компьютеры

 

уже 21 й век, и надо ориентироваться

фирмы Advantech // Современные техно

 

на современные решения хотя бы по

логии автоматизации. – 1997. – № 1.

 

той причине, что они есть, доступны и

Автор – сотрудник компании

 

сильно упрощают жизнь. Если обра

«ДОЛОМАНТ»

 

 

 

тить внимание на обзоры панельных

Телефон: (495) 232 2033

 

21

компьютеров [3] и промышленных

E mail: info@dolomant.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

СТА 1/2011

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru