嵌入式 PC

设计注意事项

EPC(嵌入式 PC)是构建在单个 PCB 上的完整计算机,它充分利用了与 PC 兼容的架构,同时提供广泛的知识和资源。EPC 与台式计算机或笔记本电脑的区别在于:其特定的外形、加固的机械设计、扩展的工作温度范围(工业温度范围,通常为 -40°C 到 +85°C 或 +105°C)、低功耗(与 台式计算机相比)、延长的产品/平台寿命、大量的软件工具以及非常特定的技术支持。EPC 还倾向于拥有更高的功率密度;因此,紧凑型信号处理和电源转换解决方案的要求通常排在首位。这些系统的插卡包括最常用的高性能图形卡(具有图形协处理器)、高端 RAID 控制器以及数据采集和数据信号处理器 (DSP) 板等专业 I/O 卡。

通过使用从 CICLON 半导体器件公司新获得的技术,TI 凭借 DC/DC 控制器、驱动器和当前节约能源的功率 MOSFET 解决了复杂的电源设计挑战,制定出了完整的电源解决方案。创新的 NexFET™ 技术允许设计者在从轻载到满载的过程中实现 90% 以上功效的同时,提高电源系统的工作频率和功率密度。

主要的 EPC 组件包括 CPU(单核或双核)、存储器、芯片组(MCH 和 ICH)、图形处理器单元 (GPU)、音频以及 PCI Express、以太网和 USB 等高速端口。PCI 的未来发展趋势是它将不再得到母板支持,但仍需要与 PCI 向后兼容。一旦完成过渡,德州仪器 (TI) 提供的 PCIe 至 PCI 桥接 IC 将发挥最大的用途。此外,大多数 EPC 母板为带有 RAID 的 IDE/SATA 硬盘驱动器以及键盘/鼠标提供了板载支持。在无需图像和视频的应用中,GPU 和显示屏可能不包含在系统中,正如通常情况下 EPC 只是机架系统中无视频要求的组件一样。但是,当用于工业过程控制系统时,EPC 需要使用显示屏,并且通常都会采用触摸面板人机界面 (HMI) 控制。

对 EPC 系统而言,通常有两种选择:单板计算机 (SBC) 和模组计算机 (COM)。

  • 能实现最短开发时间的 SBC 是现成的具有板载 I/O 的紧凑型母板;由于其功率密度,几乎始终使用低功耗 CPU。
  • COM(与 SBC 不同)通常缺少用于与电路板直接相连的适用于任何 I/O 的标准连接器。相反,I/O 被外接至电路板上的连接器,再依次插入主板。它们提供了最灵活的设计、最高的可升级性和定制(具有各种可用的 CPU、存储器和 I/O)。COM 具有各种外形,其中包括 ETX、XTX 和 COM Express。

主要子系统组件:

  • 中央处理单元 (CPU) - CPU 负责处理所有复杂的处理功能(复杂算法、视频编码、图形处理),并且可以直接与芯片组相连。
  • 芯片组 - 连接并控制存储器、图形以及进出 CPU 的 I/O 流量。当今许多 EPC 中都包含两个芯片:图形与内存控制集线器 (GMCH) 以及 I/O 控制集线器 (ICH)。在较新的 EPC 平台上,内存控制器被集成到 CPU 中,除了 CPU 以外,只有一个有时被称为“系统控制集线器”的控制芯片。
  • 存储器 - 存储应用软件和数据文件。在大多数情况下,SDRAM(1.8V DDR2 SDRAM 或 1.5V DDR3 SDRAM)在电路板上使用(需要专用电源转换器),用于实现更短的读/写访问时间,并且有时也会使用闪存。
  • PCI Express 总线 - PCIe 被设计成速度更快的串行接口来分别替换计算机扩展卡和图形卡的 PCI/PCI-X 和高级图形端口 (AGP) 接口。PCIe 1.x 总线以 2.5GHz 的速度运行,将 8b10b 编码用于检测错误(10 个时钟周期发送一个字节),相当于 250MB/s 的数据速率。PCIe 1.x 卡与主板之间的连接可以由 1 至 32 条线路组成,可使每个方向的传输速率最高达到 8GB/s。PCIe 2.0 使每条线路的数据速率翻倍至 500MB/s,它在物理接口和软件中与 PCIe 1.x 向后兼容,从而使旧版卡也能在具有 PCIe 2.0 的 EPC 上工作。PCIe 3.0 目前在理论上使数据速率翻倍至 1GB/s,并且也与现有的 PCIe 实施向后兼容。
  • 以太网 - 允许 EPC 连接到 LAN 以支持网络功能。
  • USB - 通常提供多个 USB 端口以实现与外部存储设备等各种外设的连接。
  • 电源转换 - EPC 将输电线供电(AC/DC 适配器)或电池电源用作主电源输入。EPC 常用的 DC 电源输入电压有 5V、12V、16V、19V,甚至 24V 或 28V。

应用手册和用户指南

应用手册 (7)

标题 摘要 类型 大小 (KB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
HTM 8 KB 2007年 12月 4日 202
PDF 808 KB 2007年 7月 25日 8358
HTM 8 KB 2007年 4月 12日 76
HTM 8 KB 2005年 9月 23日 226
HTM 8 KB 2002年 5月 17日 545
HTM 8 KB 2000年 8月 3日 186
HTM 8 KB 1999年 9月 5日 133

选择和解决方案指南

选择指南 (2)

标题 摘要 类型 大小 (KB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 2.83 MB 2016年 6月 21日 0
PDF 5.8 MB 2016年 6月 10日 22101

产品公告和白皮书

产品公告 (2)

标题 摘要 类型 大小 (MB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 208 KB 2011年 4月 25日 625
PDF 442 KB 2009年 7月 29日 0

白皮书 (1)

标题 摘要 类型 大小 (MB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 1014 KB 2011年 5月 17日 451

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