關鍵字：嵌入式係統 低功耗 無風扇 全密封 工控機 工控電腦 INTEL ATOM 戶外多塵 潮濕 高溫 惡劣環境 特種環境

 

INTEL一年一度的IDF會議已經於4月結束。今年INTEL的年度IDF會議是圍繞嵌入式係統技術的會議。嵌入式係統技術是現今IT行業中發展最快、應ying用yong最zui廣guang的de技ji術shu之zhi一yi，特te別bie是shi在zai中zhong國guo
，嵌qian入ru式shi係xi統tong技ji術shu的de推tui廣guang應ying用yong對dui傳chuan統tong產chan業ye改gai造zao
，產chan品pin的de更geng新xin換huan代dai和he附fu加jia值zhi的de提ti升sheng具ju有you更geng加jia重zhong要yao的de意yi義yi。嵌qian入ru式shi係xi統tong技ji術shu的de發fa展zhan，將jiang有you助zhu於yu加jia速su中zhong國guo自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan產chan品pin的de創chuang新xin和he研yan製zhi工gong作zuo，是shi實shi現xian從cong"中國製造"向"中國創造"轉變的有力途徑之一。有研究顯示，2007年中國嵌入式係統產業已經呈現快速增長態勢
，規模達到2250.8億元，同比增長32.3%。我國嵌入式係統的應用也日益增長
，在汽車、通信、網絡
、安防、工控、自動化、交通、航空航天、移動醫療和消費電子等領域尤其突顯。

 

嵌入式係統技術是將先進的電腦技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合後的產物
，是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成係統。嵌入式係統往往是在特種的、惡劣的環境下應用

，如上述的多個應用領域。這種環境不要求電腦有強大的運算能力，卻對電腦係統的運行穩定性有較高的要求。

例如戶外POS機、車載、數字標牌等應用，都處於特殊的應用環境，這些應用對電腦的運算能力要求不高，但有較高的穩定性要求。如戶外POS機應用，一般情況下沒有客戶反映終端問題，專業人員不可能每天頻繁對機器做檢測（這涉及到維護成本的問題
，這裏不詳細討論）
，戶外POSjiduiwendingxingdeyaoqiuxianeryijian。erqieshejidaolingyigewenti，shifoushiyongdaifengshandediannao。huwaiduochenchaoshideshiyonghuanjing
，wukebimianfengshandailaidejichenwenti

，xuyaopaizhuanyerenyuandingshijinxingweihu，zhetongyangshejidaoweihuchengbendewenti。zaiqianrushixitongdetezhonghuanjingyingyongzhong，liyongbeidongsanredefangshi

，shixianwufengshandiannaoyingyongshixianshizuihelishiyongfangshi。

基於嵌入式係統對功能
、性能
、穩定性、功耗、應用環境、成本、形態等方麵不斷提出更高的發展需求
，促使各種新的嵌入式產品
、技術、設計思路等不斷湧現。其中
，利用嵌入式係統技術，形成無風扇、低功耗、全密封的電腦係列產品
，成為嵌入式係統技術的一個非常重要的發展分支。

同時，由於嵌入式係統對功能、性能

、穩定性
、功耗、應用環境、成本、形態等方麵的嚴酷要求，嵌入式係統在應用上
，需要做到無風扇、低功耗

、全密封
，這樣嵌入式係統的使用才有真正的意義。

Intel針對嵌入式係統特殊的環境應用，推出嵌入式ATOM係列產品，以滿足嵌入式係統特殊的環境應用的要求，同時實現無風扇低功耗電腦的應用。

 

    很多朋友認為，嵌入式係統的意義

，僅在於其體積小
，而往往忽略電腦產品的功耗和發熱量，試問一台需要在全密封外殼內運行的電腦（例如數字標牌
、戶外POS機），功gong耗hao過guo高gao
，發fa熱re量liang必bi然ran增zeng加jia
，是shi否fou能neng保bao證zheng長chang時shi間jian正zheng常chang穩wen定ding運yun行xing，甚shen至zhi是shi不bu間jian斷duan運yun行xing，相xiang信xin沒mei人ren能neng保bao證zheng。我wo們men也ye不bu可ke能neng為wei了le保bao證zheng這zhe些xie高gao功gong耗hao電dian腦nao的de應ying用yong，而er為wei其qi創chuang造zao良liang好hao的de使shi用yong環huan境jing（例如加裝空調）
，但恰恰這些嵌入式的應用，功耗成為實際應用上的其中一大難題。為此

，嵌入式係統就是要做到低功耗，才有意義。

自從ATOM麵世以來

，由於商用市場用戶對功耗幾乎沒有要求
，著重關心的是高性能的電腦產品
，致使ATOM在商用市場上屢屢遭到打擊。而在嵌入式領域的應用上，ATOM的麵世卻成為這一領域的新一代領航者。尤其是ATOM N270配搭945GSE+ICH7 的組合，更是將嵌入式的低功耗特性，發揮到極致。

很多朋友對ATOM N270的性能不感冒（N270是單核雙線程的CPU），單單比較CPU，N270的功耗優勢也隻有幾瓦。但是，當ATOM N270配搭945GSE+ICH7 芯片組時（總功耗僅10.5W），優勢較之ATOM家族裏
，可稱得上是數一數二。從嵌入式係統的應用來看，要實現嵌入式係統的應用
，需要采用低功耗的CPU和芯片組的配搭
，使用ATOM N270配搭945GSE+ICH7 芯片組的組合，是實現嵌入式低功耗的理想選擇之一。

既然嵌入式係統可以通過ATOM N270配搭945GSE+ICH7 芯片組，把功耗控製在11W附(fu)近(jin)，實(shi)現(xian)無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)應(ying)用(yong)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。何(he)謂(wei)無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)應(ying)用(yong)？無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)應(ying)用(yong)就(jiu)是(shi)整(zheng)台(tai)電(dian)腦(nao)不(bu)帶(dai)任(ren)何(he)風(feng)扇(shan)，以(yi)被(bei)動(dong)散(san)熱(re)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian)散(san)熱(re)。無(wu)風(feng)扇(shan)電(dian)腦(nao)的(de)使(shi)用(yong)，可(ke)實(shi)現(xian)高(gao)級(ji)別(bie)的(de)防(fang)塵(chen)應(ying)用(yong)和(he)盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)除(chu)塵(chen)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)。無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)應(ying)用(yong)在(zai)工(gong)控(kong)領(ling)域(yu)已(yi)經(jing)被(bei)使(shi)用(yong)多(duo)年(nian)，而(er)且(qie)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)認(ren)可(ke)，現(xian)時(shi)隨(sui)著(zhe)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)被(bei)更(geng)廣(guang)泛(fan)認(ren)識(shi)和(he)認(ren)同(tong)
，無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)應(ying)用(yong)也(ye)將(jiang)逐(zhu)步(bu)被(bei)更(geng)多(duo)人(ren)認(ren)識(shi)。

可以帶風扇的電腦產品，對功耗高低是沒有要求的
，這是由於帶風扇的電腦產品使用主動散熱的方式，把電腦內CPU
、北橋、硬(ying)盤(pan)等(deng)等(deng)的(de)熱(re)量(liang)強(qiang)行(xing)抽(chou)出(chu)機(ji)箱(xiang)之(zhi)外(wai)。但(dan)是(shi)電(dian)腦(nao)要(yao)做(zuo)到(dao)無(wu)風(feng)扇(shan)，對(dui)功(gong)耗(hao)的(de)要(yao)求(qiu)則(ze)非(fei)常(chang)嚴(yan)格(ge)。功(gong)耗(hao)過(guo)高(gao)
，電(dian)腦(nao)產(chan)品(pin)的(de)熱(re)量(liang)無(wu)法(fa)排(pai)出(chu)機(ji)箱(xiang)之(zhi)外(wai)，熱(re)量(liang)在(zai)機(ji)箱(xiang)內(nei)形(xing)成(cheng)積(ji)熱(re)現(xian)象(xiang)
，嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)電(dian)腦(nao)產(chan)品(pin)的(de)運(yun)行(xing)，死(si)機(ji)、宕機等情況時常出現。電腦要做到無風扇

，最恰當是選用低功耗的CPU和芯片組，而且性能不能過低
，才能符合嵌入式係統的應用要求。

由you於yu嵌qian入ru式shi係xi統tong的de應ying用yong環huan境jing比bi商shang用yong市shi場chang要yao嚴yan酷ku得de多duo，商shang用yong市shi場chang帶dai風feng扇shan的de電dian腦nao產chan品pin，在zai嵌qian入ru式shi係xi統tong的de使shi用yong上shang，往wang往wang遇yu到dao很hen多duo問wen題ti。例li如ru在zai惡e劣lie的de多duo塵chen環huan境jing下xia應ying用yong，帶dai風feng扇shan的de電dian腦nao產chan品pin由you於yu風feng扇shan的de作zuo用yong，將jiang更geng多duo的de灰hui塵chen帶dai到dao機ji箱xiang內nei
，每mei隔ge三san個ge月yue
，需xu要yao派pai專zhuan業ye人ren員yuan對dui電dian腦nao進jin行xing清qing塵chen處chu理li。無wu風feng扇shan的de電dian腦nao從cong根gen本ben上shang解jie決jue風feng扇shan卷juan入ru灰hui塵chen的de問wen題ti，也ye無wu需xu進jin行xing清qing塵chen處chu理li，節jie省sheng人ren工gong成cheng本ben。

無風扇電腦產品優勢在嵌入式係統的應用上尤為突出。經過測試，無風扇電腦產品在惡劣的高溫環境、全密封環境
、多塵潮濕環境下
，都可以保證長時間不間斷運行。

 

    既然電腦能做到無風扇
，那全密封也成為可能
，正正是無風扇全密封的設計，電腦的防塵等級也能達到較高水平。

上麵我們說過，選擇低功耗的CPU和芯片組，可以做到無風扇的電腦。既然免去風扇，實現全密封的電腦則成為可能。電腦做到全密封的結構，必須滿足2個條件：一(yi)是(shi)無(wu)風(feng)扇(shan)設(she)計(ji)
，二(er)是(shi)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)主(zhu)板(ban)。由(you)於(yu)風(feng)扇(shan)轉(zhuan)動(dong)會(hui)卷(juan)入(ru)灰(hui)塵(chen)和(he)沙(sha)粒(li)，因(yin)此(ci)電(dian)腦(nao)要(yao)做(zuo)到(dao)全(quan)密(mi)封(feng)，必(bi)須(xu)是(shi)無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)。正(zheng)是(shi)由(you)於(yu)電(dian)腦(nao)要(yao)做(zuo)到(dao)全(quan)密(mi)封(feng)結(jie)構(gou)
，需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)電(dian)腦(nao)，而(er)正(zheng)如(ru)上(shang)述(shu)所(suo)言(yan)，要(yao)實(shi)現(xian)無(wu)風(feng)扇(shan)的(de)電(dian)腦(nao)

，必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)CPU和芯片組的主板，才能實現真正的無風扇電腦。

現時市麵上的無風扇電腦，主要有2種。一種是主板無風扇
，機箱外殼多孔的，一種是主板無風扇，整機全密封無風扇的。

1．主板無風扇，機箱外殼多孔型

該種電腦把散熱片裝在CPU、北橋上進行散熱。此散熱方式是先把CPU、北bei橋qiao熱re量liang積ji聚ju在zai機ji箱xiang內nei部bu，透tou過guo機ji箱xiang通tong風feng孔kong排pai出chu熱re量liang

，為wei加jia快kuai散san熱re
，利li用yong電dian源yuan風feng扇shan幫bang助zhu氣qi流liu流liu動dong，這zhe種zhong所suo謂wei的de無wu風feng扇shan做zuo法fa，機ji箱xiang內nei部bu會hui產chan生sheng積ji熱re，降jiang低di散san熱re效xiao能neng。在zai溫wen度du高gao的de環huan境jing下xia
，機ji箱xiang的de通tong風feng孔kong較jiao難nan實shi現xian通tong風feng，隻zhi能neng依yi靠kao風feng扇shan進jin行xing抽chou風feng散san熱re。由you於yu電dian源yuan風feng扇shan的de效xiao能neng有you限xian，該gai種zhong電dian腦nao容rong易yi由you於yu工gong作zuo溫wen度du過guo高gao而er死si機ji；在多塵潮濕惡劣環境下，由於風扇不停的轉動，卷入更多的灰塵
、水分，灰塵、水分容易附在主板上，逐漸腐蝕主板上的元器件。一段時間後
，導致主板出現莫名其妙的故障
，影響電腦的正常使用。

主板無風扇，機箱外殼多孔型電腦

 

2. 主板無風扇，機箱全密封型

這類無風扇電腦使用低功耗主板
，例如ATOM係列主板，整機(包括內存和硬盤等)功耗20W附近
，名副其實的超低功耗整機。機箱使用全鋁製結構，機箱內部采用特殊設計處理，把CPU、北(bei)橋(qiao)等(deng)散(san)熱(re)大(da)戶(hu)的(de)熱(re)量(liang)迅(xun)速(su)有(you)效(xiao)的(de)傳(chuan)導(dao)到(dao)機(ji)箱(xiang)表(biao)麵(mian)，熱(re)量(liang)不(bu)在(zai)機(ji)箱(xiang)內(nei)過(guo)多(duo)積(ji)聚(ju)，利(li)用(yong)機(ji)箱(xiang)外(wai)空(kong)氣(qi)的(de)對(dui)流(liu)作(zuo)用(yong)
，把(ba)機(ji)箱(xiang)表(biao)麵(mian)的(de)熱(re)量(liang)帶(dai)走(zou)。這(zhe)類(lei)做(zuo)法(fa)很(hen)多(duo)人(ren)認(ren)為(wei)散(san)熱(re)設(she)計(ji)不(bu)及(ji)使(shi)用(yong)風(feng)扇(shan)的(de)設(she)計(ji)有(you)效(xiao)，但(dan)是(shi)已(yi)有(you)的(de)很(hen)多(duo)測(ce)試(shi)證(zheng)明(ming)，這(zhe)類(lei)的(de)無(wu)風(feng)扇(shan)設(she)計(ji)
，較(jiao)之(zhi)帶(dai)風(feng)扇(shan)的(de)產(chan)品(pin)，無(wu)論(lun)是(shi)散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)還(hai)是(shi)導(dao)熱(re)效(xiao)果(guo)，都(dou)要(yao)優(you)勝(sheng)。

youyuzheleidigonghaozhubanbenshendegonghaodi，erqiecaiyongteshudejiegousheji
，bazhubanderelianghenhaodechuandaodaolvzhijixiangwaikeshang，zheweishixianjixiangdequanmifengshejitigongletiaojian。jingguoceshi、實驗和市場的檢驗，功耗在20W附件的ATOM係列整機，已經實現了機箱全密封的設計。經過多次不同環境的測試，這樣的機構可以在-20℃ -- 60℃全密封寬溫環境下，長時間不間斷正常穩定運行。

主板無風扇，機箱全密封型

 

嵌入式係統的應用領域多種多樣，特別是在戶外多塵
、潮濕、高gao溫wen等deng惡e劣lie環huan境jing下xia應ying用yong，受shou到dao灰hui塵chen的de影ying響xiang是shi比bi較jiao嚴yan重zhong的de。電dian腦nao吸xi入ru的de灰hui塵chen附fu在zai電dian腦nao內nei部bu配pei件jian的de元yuan器qi件jian上shang

，一yi段duan時shi間jian後hou，腐fu蝕shi元yuan器qi件jian
，造zao成cheng電dian腦nao壽shou命ming的de縮suo短duan
，死si機ji、宕機的情況時常發生。

zaiqianrushixitongdeshiyongshang，jiaolixiangdexuanzeshixuanyongquanmifengdegongkongji，zheshiyouqianrushixitongdeshiyonghuanjingjuedingde。qianrushixitongdeshiyong

，wukebimianhuiyudaoduochen、高溫、潮濕的惡劣環境，全密封結構的工控電腦
，可以有效的防塵防水
，而且很多都能達到IP40的級別。

 

每款電子產品都有其自身的性能臨界值，即使是現時最高速的CPU，也ye有you其qi性xing能neng的de臨lin界jie值zhi。對dui於yu嵌qian入ru式shi係xi統tong來lai說shuo更geng是shi如ru此ci。嵌qian入ru式shi係xi統tong是shi功gong能neng和he性xing能neng的de最zui佳jia平ping衡heng點dian
，性xing能neng可ke以yi滿man足zu功gong能neng的de應ying用yong
，已yi經jing符fu合he嵌qian入ru式shi係xi統tong的de應ying用yong，過guo高gao性xing能neng的de電dian子zi產chan品pin，隻zhi會hui造zao成cheng功gong能neng應ying用yong的de浪lang費fei，同tong時shi也ye增zeng加jia電dian子zi產chan品pin的de成cheng本ben。

我(wo)們(men)建(jian)議(yi)
，嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)用(yong)戶(hu)在(zai)選(xuan)擇(ze)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)時(shi)
，對(dui)自(zi)身(shen)的(de)應(ying)用(yong)做(zuo)好(hao)壓(ya)力(li)測(ce)試(shi)
，對(dui)應(ying)用(yong)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)做(zuo)好(hao)臨(lin)界(jie)值(zhi)的(de)預(yu)估(gu)
，才(cai)能(neng)達(da)到(dao)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)的(de)最(zui)大(da)化(hua)

，成(cheng)本(ben)的(de)最(zui)優(you)化(hua)，達(da)到(dao)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)和(he)性(xing)能(neng)的(de)最(zui)佳(jia)平(ping)衡(heng)點(dian)。