一文带你了解嵌入式主板嵌入式主板是专为嵌入式系统设计的计算机主板。它与我们常见的台式机或笔记本电脑主板有着显著的区别，核心在于它不是为了通用计算，而是为了执行特定任务而设计、集成到更大的设备或系统中。 以下是嵌入式主板的关键特点和信息： 1. 核心定义与目的： 专用性：设计用于执行特定功能（如控制、监控、数据处理、通信），而不是运行通用操作系统（如Windows）进行各种软件应用。 集成性：通常作为最终产品（如工业机器、医疗设备、车载信息娱乐系统、智能家居网关、POS机、数字标牌、网络设备等）内部的一个组件。 可靠性&稳定性：需要在各种环境（高温、低温、潮湿、震动、粉尘、长时间不间断运行）下稳定可靠地工作。 低功耗：通常对功耗有严格要求，特别是对于便携式或电池供电设备。 小型化&紧凑化：尺寸和形状多样（从邮票大小到Mini-ITX大小），以适应狭小的空间限制。 2. 主要特点： 处理器架构多样化： ARM:占据绝对主流（如Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M系列），因其高性能、低功耗和丰富的生态系统（树莓派核心就是ARM）。 x86:英特尔Atom, Celeron, Pentium, Core i系列；AMD Ryzen Embedded, G系列等。在需要更高性能、x86软件兼容性或特定Windows应用的场景常见。 RISC-V:新兴的开源指令集架构，增长迅速。 PowerPC/MIPS:在特定传统或专有领域仍有应用，但份额缩小。 高度集成：处理器、内存（通常是板贴）、存储接口（eMMC, SD, SATA）、基本I/O（USB, Ethernet, Serial）通常都集成在主板上。集成显卡/视频输出（HDMI, DP, LVDS, eDP）也很常见。 丰富的I/O和扩展接口： 除标准接口外，通常提供嵌入式领域专用接口： GPIO：通用输入输出，用于控制开关、读取传感器等。 串行接口：UART, RS-232/422/485（工业通信）。 现场总线：CAN, CAN FD（汽车、工业控制）。 工业以太网：PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP等（工业自动化）。 特定接口：I2C, SPI, PCIe, SMBus, ADC/DAC等。 扩展方式：PC/104, PCI/PCIe Mini Card, M.2（Key B/M/E）, SIM卡槽、板对板连接器等。 宽温支持：许多工业级嵌入式主板能在-40°C到+85°C甚至更宽的温度范围内运行。 长生命周期：制造商通常会承诺较长的供货周期（如5-10年甚至更长），这对于工业、医疗等需要长期维护和备件的领域至关重要。 无风扇或低噪音设计：通过散热片、优化布局或被动散热实现，提高可靠性并适应安静环境。 定制化潜力：厂商常提供定制服务（裁剪功能、修改接口、调整尺寸、特定认证等），满足特定项目需求。
3. 常见形态规格： 核心板/系统模块：最紧凑的形式（如NXP i.MX, TI Sitara的SOM；树莓派Compute Module, NVIDIA Jetson）。包含CPU、内存、存储、基础电源管理，通过高密度连接器（如MXM, SO-DIMM样式）连接到载板。载板提供具体I/O和扩展。极大方便了开发和快速产品化。 小型化标准板型： PC/104, PC/104-Plus, PCI/104, PCIe/104：堆叠式标准，历史悠久，用于坚固环境。 Mini-ITX (170x170mm)：最常见的嵌入式标准板型之一，兼容性强，扩展性好。 Nano-ITX (120x120mm), Pico-ITX (100x72mm)：更小巧。 3.5" SBC (146x102mm), 5.25" SBC (203x146mm)：以英寸命名，尺寸固定。 Qseven (70x70mm), SMARC (82x80mm)：基于MXM/SO-DIMM连接器的核心板标准。 专有板型：厂商根据特定应用设计的独特形状和尺寸。 4. 主要应用领域： 工业自动化与控制：PLC, HMI, 机器视觉, 机器人控制, 数据采集(SCADA), 测试测量设备。 医疗设备：监护仪, 影像设备, 诊断设备, 便携式医疗终端。 交通运输：车载信息娱乐系统, 行车记录仪, 高级驾驶辅助系统, 车队管理, 轨道交通控制。 网络通信：路由器, 交换机, 防火墙, 5G小基站, 网络附加存储。 物联网：物联网网关, 边缘计算节点, 智能传感器集线器。 数字标牌与信息发布：广告机, 交互式信息亭, 大屏幕控制器。 零售与餐饮：POS终端, 自助结账机, Kiosk。 安防监控：NVR, DVR, 门禁控制系统, 智能摄像头。 军工与航空航天：坚固型设备, 航电系统。 消费电子：智能家居中枢, 高端家电控制板, 游戏街机。 5. 选择嵌入式主板的关键考虑因素： 性能需求：CPU算力、GPU能力（是否需要图形加速/显示）、内存大小、存储容量和速度。 功耗限制：供电方式（AC/DC, PoE, 电池）、散热设计（有无风扇、散热片）。 环境要求：工作温度范围、湿度、防尘防水等级、抗震抗冲击要求。 I/O接口要求：所需接口的类型、数量（USB, Ethernet, Serial, GPIO, 视频输出, 专用总线等）。 扩展需求：是否需要PCIe插槽、Mini PCIe/M.2插槽、或其他扩展方式。 尺寸与外形：设备内部空间限制。 操作系统支持：需要运行什么系统（Linux发行版 - Yocto, Ubuntu, Debian; Windows IoT; Android; VxWorks, QNX等RTOS）。 软件开发支持：BSP质量、驱动支持、文档、开发工具链、社区/技术支持。 生命周期与供应保障：产品预计上市时间和维护周期。 成本：包括主板本身、开发成本、集成成本。 认证要求：行业特定认证（如工业EMC、医疗、汽车、军工）。 |
