??? 摘 要： 金融危機(jī)席卷全球,，在危機(jī)沖擊之下，工控機(jī)" title="工控機(jī)" target="_blank">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" 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title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)" title="工控機(jī)">工控機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀如何,，技術(shù)發(fā)展方向怎樣,，文章就這兩個(gè)問題進(jìn)行了深入剖析和具體闡述,。
?? ?關(guān)鍵詞： 工控機(jī)；發(fā)展趨勢,；總線
??
??? 工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī),，英文簡稱IPC(Industrial Personal Computer)，是一種采用總線結(jié)構(gòu),，對生產(chǎn)過程及機(jī)電設(shè)備,、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。工控機(jī)具有重要的計(jì)算機(jī)屬性和特征,，如具有計(jì)算機(jī)CPU,、硬盤、內(nèi)存,、外設(shè)及接口,，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議,、計(jì)算能力,、友好的人機(jī)界面。
??? 工控機(jī)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,，不僅是計(jì)算機(jī)的重要門類,而且是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化,，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn),、低耗,，提高工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)手段。發(fā)展工控機(jī)對實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化,、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)信息化和振興經(jīng)濟(jì)有重要意義,。本文從工控機(jī)市場、金融危機(jī)影響等方面深入剖析其行業(yè)現(xiàn)狀,，闡述了工控機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢,。
?????????????????????????????????????? 工控機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀
??????????????????????????????????????? 工控機(jī)市場分布
?? ?目前國內(nèi)的工控機(jī)供應(yīng)渠道主要來源于中國臺灣及內(nèi)地的廠商，國外的產(chǎn)品(例如RADISYS,、ROCKWELL、INTEL等)經(jīng)過幾年的市場拼殺后,，由于成本高,、價(jià)格高、服務(wù)難，現(xiàn)已完全退出國內(nèi)市場,。目前,，國內(nèi)的IT業(yè)研發(fā)、加工技術(shù)力量不斷提升,；各類芯片和各類器件,、生產(chǎn)設(shè)備在國際市場基本可平等選購；軟件資源的可移植性可節(jié)省大量的人力,、物力,。在這些有利條件下，國內(nèi)一些廠商抓住機(jī)會快速崛起,，利用本土綜合競爭優(yōu)勢逐步將國外品牌擠出國內(nèi)工控市場,。某些企業(yè)以每年超過100％的資產(chǎn)增長速度，鼎立于國內(nèi)的工控市場,，而且已成功打入國際工控市場?，F(xiàn)國內(nèi)市場主要工控機(jī)廠商有臺灣的研華、磐儀,、大眾和大陸的研祥,、華北、康拓等,。
?? ?研祥等單位IPC產(chǎn)品的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,；盛博的嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入國際市場，成為西門子,、阿爾斯通等歐洲公司的配套產(chǎn)品,；航天測控公司的VXI、PXI產(chǎn)品已成為國防工業(yè)中地面測控產(chǎn)品,；康拓公司的新一代CompactPCI,、PXI系列產(chǎn)品也開發(fā)成功，并成功地推出了基于APCI,、PXI總線產(chǎn)品的KT8000自動測試平臺,，引領(lǐng)了航天器地面測控的新潮流。在我國臺灣的同行中,，除了研華,、磐儀等之外，凌華科技集團(tuán)的CompactPCI,、PXI系列產(chǎn)品也頻頻出現(xiàn)在市場中,。
?? ?工控行業(yè)的產(chǎn)品和技術(shù)非常特殊，屬于中間產(chǎn)品,，是為其他各行業(yè)提供可靠,、嵌入式,、智能化的工業(yè)計(jì)算機(jī)。隨著社會信息化的不斷深入,，關(guān)鍵性行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)將越來越多地依靠工控機(jī),，而以IPC為基礎(chǔ)的低成本工業(yè)控制自動化正在成為主流，本土工控機(jī)廠商所受到的重視程度也越來越高,。隨著電力,、冶金、石化,、環(huán)保,、交通、建筑等行業(yè)的迅速發(fā)展,，從數(shù)字家庭用的機(jī)頂盒,、數(shù)字電視，到銀行柜員機(jī),、高速公路收費(fèi)系統(tǒng),、加油站管理、制造業(yè)生產(chǎn)線控制,，金融,、政府、國防等行業(yè)信息化需求不斷增加,，對工控機(jī)的需求很大,，工控機(jī)市場發(fā)展前景十分廣闊。
?? ?近年來,，國際上FCS,、DCS、PLC,、IPC,、NC以及各類嵌入式控制裝置正處在快速發(fā)展之中，市場規(guī)模以每年10％～15％的速度增長,，而我國的發(fā)展速度更居于世界前列,，目前我國工控機(jī)的市場規(guī)模約200億元。
?????????????????????????????????? 世界金融危機(jī)對工控機(jī)行業(yè)的影響
??? 從2007年2月次貸危機(jī)開始的第一波,，到始于2008年9月的次貸危機(jī)深化,，金融危機(jī)開始向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移，經(jīng)濟(jì)衰退的跡象出現(xiàn)第二波,，危機(jī)在不斷加深,。如果說金融危機(jī)第一波沖擊的是房地產(chǎn)、金融行業(yè)或者虛擬經(jīng)濟(jì),，對我國工控機(jī)行業(yè)影響不大,，可以置身事外的話,，第二波的到來則將金融危機(jī)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)危機(jī)，其沖擊向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)展開,，各實(shí)體行業(yè)或多或少都受到了影響，工控機(jī)行業(yè)也無法獨(dú)善其身了,。
?? ?首先,，由于生產(chǎn)要素和資源價(jià)格的大幅上漲使得位居上游的原廠商成本大增，因而也就不可能支持其采取通過適度的讓利優(yōu)惠以增加或維持市場占有率的策略,，甚至,，原廠商將會通過不斷提高供貨價(jià)格以減少其自身銷售利潤的損失或至少維持原有利潤不會下降，同時(shí)位居下游的最終客戶也因?yàn)橥瑯拥脑虮黄冉祪r(jià)銷售,，這樣,，就把中間的利潤空間及生存空間擠得所剩無幾。
??? 其次,，宏觀調(diào)控帶來的緊縮貨幣政策導(dǎo)致了市場資金供給量的大幅下降和資金成本的大幅飆升,，這已經(jīng)不單單是擠壓企業(yè)利潤空間的問題，更加上升到了危及企業(yè)生存安全的高度,。相當(dāng)數(shù)量的希望在此環(huán)節(jié)中生存下來的制造企業(yè)都不得不想辦法壓縮應(yīng)收賬款,，適量擴(kuò)大應(yīng)付賬款。最重要的是,，隨著全球通脹而來的全球經(jīng)濟(jì)衰退初現(xiàn)端倪,，相應(yīng)地全球消費(fèi)也都出現(xiàn)了較為明顯的抑制，而這些都大大加劇了生產(chǎn)制造企業(yè)的生存困境,，呈現(xiàn)的現(xiàn)象就是由于銷售路徑的變窄變細(xì)帶來了道路堵塞的狀況,，于是競爭進(jìn)一步加劇。在這樣的大環(huán)境下,，再加之近些年中國經(jīng)濟(jì)學(xué)界總結(jié)出來的有中國特色的“餓狼現(xiàn)象”的普遍存在,，工控行業(yè)也就不可避免地陷入了同質(zhì)化的惡劣競爭狀態(tài)之中。
?? ?工控機(jī)行業(yè)服務(wù)于紡織,、建筑,、汽車、造船,、印刷,、石化等多個(gè)行業(yè)，隨著這些行業(yè)在金融危機(jī)中受到波及,，工控機(jī)行業(yè)也或多或少受到了影響,。
?????????????????????????????????? 工控機(jī)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢
??????????????????????????????? PC技術(shù)推動了工控機(jī)技術(shù)的發(fā)展
?? ?工控機(jī)是嵌入在工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部，在工業(yè)極端環(huán)境里能夠連續(xù)長期穩(wěn)定可靠工作的工業(yè)型計(jì)算機(jī),。隨著Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架構(gòu)演變成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),，ISA/PCI總線加固型工業(yè)PC（IPC）開始向工業(yè)領(lǐng)域滲透,。IPC雖然經(jīng)過了工業(yè)化改造（如取消了大母板，采用無源背板,、插卡式模板,，工業(yè)電源，全鋼密封機(jī)箱微正壓散熱,，溫度自動檢測和調(diào)整等）,，但其本質(zhì)上仍然不是工業(yè)型PC，不能從根本上解決大母板水平放置,、抗震動沖擊能力差,、元器件失效率高、平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）長,、維護(hù)困難等問題,，難以滿足工業(yè)控制任務(wù)的苛刻要求。為了滿足市場對工業(yè)型計(jì)算機(jī)的要求,，除了VME總線工控機(jī)外,，產(chǎn)生了一系列基于PC的、與ISA/PCI總線標(biāo)準(zhǔn)兼容的嵌入式工控機(jī),，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線,、AT96總線、STD總線和STD32總線工業(yè)控制機(jī),。
????????????????????????????? 各種總線工控機(jī)向高性能,、高可靠方向發(fā)展
??? STD總線工控機(jī)采用單片計(jì)算機(jī)（Computer-on-a-chip）技術(shù)，可以繼續(xù)提升“ALL-IN-ONE”CPU板的性能,，而不受小板尺寸限制,。在386檔次上，MCG,、Systek,、Winsystems和北京康拓等公司都推出了386EX “ALL-IN-ONE”CPU板。目前,，STD總線工控機(jī)已經(jīng)升級到486DX,，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用要求。1990年9月,，STD32 MG公布STD32規(guī)范1.0版,。STD32具有32 bit數(shù)據(jù)寬度，32 bit尋址能力,，是工業(yè)型的高端計(jì)算機(jī),。STD32總線兼容STD-80規(guī)范，產(chǎn)品可以互操作。STD32總線在保留簡單控制總線特點(diǎn)的同時(shí),，采用了今天的先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)OEM產(chǎn)品,，如80486和Pentium系列處理器技術(shù)。
?? ?VME(Versa Model Eurocard)總線是由Motorola公司1981年推出的第一代32位工業(yè)開放標(biāo)準(zhǔn)總線,，其主要特點(diǎn)是其信號線模仿Motorola公司生產(chǎn)的68000系列單片機(jī)信號線,，由于其應(yīng)用的廣泛性被IEEE收為標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE 1014-1987,，其標(biāo)準(zhǔn)文件為VMEbus specification Rev C.1,。1995年，VME總線的新一代架構(gòu)VME64脫穎而出,。相對于傳統(tǒng)的VME系統(tǒng)，VME64加大了傳輸帶寬,，拓展了地址空間并方便了板卡插拔,。它將6U板的數(shù)據(jù)線寬和地址范圍擴(kuò)展到了64 bit，給3U板提供了32 bit和40 bit地址模塊,，傳輸帶寬達(dá)到了80 Mb/s,，增加了總線鎖定周期，增加了第一插槽探測功能,，加入了對熱插拔的支持,。VME64擴(kuò)展集是1997通過的新標(biāo)準(zhǔn)，它又被稱為VME64x,。它增加了一個(gè)160管腳連接器系列(按5行排列),，還在P1/J1和P2/J2之間加入了一個(gè)P0/J0 連接器，另外新增設(shè)了一個(gè)3.3 V電源管腳,。該系統(tǒng)新增的兩個(gè)邊緣總線循環(huán)則把數(shù)據(jù)速率提高到160 Mb/s,。此外，還增加了EMC前置面板和ESD功能,。VME320最大的改進(jìn)是采用了星型互連的方法來達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸加速的目的,。它采用了一種叫做2eSST的協(xié)議，這是一種信源同步傳輸協(xié)議,，可將理論數(shù)據(jù)速率提高到320 Mb/s,。SBS公司推出的VXS標(biāo)準(zhǔn)和VITA(VME國際貿(mào)易協(xié)會)開發(fā)的VPX標(biāo)準(zhǔn)。VXS為引用交換結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件,，而VPX則將開關(guān)結(jié)構(gòu)信號速率提升到了6.25 Gb/s,。與此同時(shí)，許多VME總線背板開始使用PMC（PCI Mezzanine Card）插槽,，以便能直接使用PCI板卡,。制造商們還吸取了PCI板卡的構(gòu)造因素，以使VME板卡跟上行業(yè)的步伐。
?? ?PCI-Express是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn),，它原來的名稱為“3GIO”,，是由Intel提出的。很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn),。認(rèn)證發(fā)布后改名為“PCI-Express”,。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,。它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高,，目前最高可達(dá)到10 GB/s，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?。PCI Express也有多種規(guī)格,，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現(xiàn)在和將來一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求,。當(dāng)然,，要實(shí)現(xiàn)全面取代PCI和AGP也需要一個(gè)相當(dāng)長的過程，就像當(dāng)初PCI取代ISA一樣,，都會有個(gè)過渡的過程,。
?????????????????????????? CompactPCI/PXI總線有替代VME/VXI總線趨勢
??? VME/VXI總線繼續(xù)在軍事設(shè)備和大型測試系統(tǒng)方面占有一定的市場份額，但已經(jīng)受到CompactPCI/PXI產(chǎn)品的強(qiáng)有力沖擊,。標(biāo)準(zhǔn)AT96總線工控機(jī)在軍事裝備和工業(yè)現(xiàn)場得到進(jìn)一步應(yīng)用,。隨著CompactPCI總線冗余設(shè)計(jì)技術(shù)、熱插拔技術(shù),、自診斷技術(shù)的成熟,，構(gòu)造高可用性系統(tǒng)的簡化，CompactPCI/PXI總線工控機(jī)技術(shù)將得到迅速普及和廣泛應(yīng)用,，成為國內(nèi)繼STD總線工控機(jī),、IPC工控機(jī)之后最具普及前景的新一代高性能工控機(jī)。
??????????????????????????? 加固性ISA/PCI總線工控機(jī)仍然占有一定的市場份額
??? 現(xiàn)在工業(yè)控制機(jī)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,，過去專用的封閉式的架構(gòu)迅速被PC技術(shù)的開放式架構(gòu)所取代,，其中最重要的原因之一就是軟件的兼容性。工業(yè)控制機(jī)用戶過去和現(xiàn)在都希望使用與所熟悉的桌面PC機(jī)相同的操作系統(tǒng)和開發(fā)工具,，這就導(dǎo)致了開放式桌面PC在工業(yè)環(huán)境中的直接應(yīng)用,。然而，桌面PC機(jī)技術(shù)是面向商用機(jī)市場的,，而不是相對比較小的工業(yè)計(jì)算機(jī)市場,，它不具備工業(yè)級性能。由桌面PC技術(shù)衍生的ISA總線加固型計(jì)算機(jī)在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,。
?? ?1992年6月,，Intel公司開發(fā)了快速的開放式PCI總線規(guī)范，作為局部和低層次的內(nèi)部處理器總線。在兩年之內(nèi)幾乎每個(gè)處理器制造商都將PCI作為計(jì)算機(jī)內(nèi)部芯片級互連總線,，而且自然地發(fā)展成了板級互連總線,。1995年6月PCI SIG正式公布了PCI 局部總線規(guī)范2.1版，同時(shí)PICMG推出了第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCI/ISA無源背板總線標(biāo)準(zhǔn),，這樣,，加固型PCI/ISA總線工控機(jī)問世了。目前,，PCI/ISA工控機(jī)主要制造商有：Texas Microsystems,、 Teknor Industrial Computers、Industrial Computer Source,、Trenton Terminals,、I-Bus以及研華（ADVANTEC）、磐儀（Arbor）,、大眾,、北京康拓等公司。
?? ?雖然加固型工控機(jī)對基于大母板的桌面機(jī)進(jìn)行了工業(yè)化改造,，但其背板技術(shù)仍然存在許多缺點(diǎn)：不良的熱設(shè)計(jì)、不良的連接方式,、不標(biāo)準(zhǔn)的模板尺寸等,。雖然可維護(hù)性和可靠性得到了改進(jìn)，但仍然不能滿足工業(yè)控制要求,。目前PCI/ISA工控機(jī)主要做控制系統(tǒng)的檢測和管理機(jī)使用,。
????????????????????????????????????? 工控機(jī)向綠色環(huán)保發(fā)展
??? 研祥智能股份推出了綠色健康工控機(jī)，以其樸素別致的外觀,，優(yōu)越的防輻射,、防電磁干擾、防震動性能,，在業(yè)內(nèi)刮起一陣綠色健康的旋風(fēng),。
?? ?綠色工控機(jī)從主板到配套的機(jī)箱在內(nèi)的每一個(gè)細(xì)節(jié)上精心設(shè)計(jì)，從電路設(shè)計(jì),、PCB CAD設(shè)計(jì),、BIOS功能到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等軟、硬件各方面都充分考慮可靠性,、防電磁輻射,、抗電磁干擾、防震動,、電磁兼容,、節(jié)能、靜音、抗菌,、環(huán)保等,。在工控機(jī)個(gè)性基礎(chǔ)上，增加了工控機(jī)的人性化,，包括保護(hù)使用者的健康,、保護(hù)工控機(jī)的健康和保護(hù)環(huán)境，在保證工控機(jī)自身健康方面,，力求達(dá)到高品質(zhì),、長壽命和本身材質(zhì)的無害性。
參考文獻(xiàn)
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