嵌入式工控機(jī)是指安裝在設(shè)備內(nèi)，配合工業(yè)系統(tǒng)完成一種或多種特定工業(yè)任務(wù)的計(jì)算機(jī)。具有開放式的模塊化結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力、良好的實(shí)時(shí)性能、較強(qiáng)的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性、豐富的I/O、良好的軟件開發(fā)環(huán)境，以及高性能的網(wǎng)絡(luò)和通信支持等特點(diǎn)。

嵌入式工控機(jī)的發(fā)展 

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)需求量的不斷擴(kuò)大， 國(guó)內(nèi)工控機(jī)也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。特別是全國(guó)工控機(jī)國(guó)產(chǎn)化聯(lián)合開發(fā)委員會(huì)的成立，迅速完成了工控機(jī)的國(guó)產(chǎn)化改造過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)了和國(guó)際先進(jìn)水平接軌。當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域普遍使用的工控機(jī)的主要特點(diǎn)包括: 

1、全鋼機(jī)箱，微正壓送風(fēng)散熱，過(guò)濾器防塵，具備較高的防磁、防塵、防沖擊能力。 

2、采用工業(yè)主板，板上信號(hào)用多層地線隔離，均勻分布電容器，以增強(qiáng)其抗電磁干擾能力。 

3、采用高可靠的工業(yè)開關(guān)電源，具備較強(qiáng)的抗干擾能力。 

4、增加插槽數(shù)目，開發(fā)種類齊全的工業(yè)I/O板，給系統(tǒng)提供較靈活的組合配置能力。

5、具備長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作能力。

同時(shí)傳統(tǒng)工控機(jī)也存在自身的局限性，如體積大、機(jī)箱難以拆卸、維護(hù)不便、不能黑模式運(yùn)行等，還不能完全滿足嵌入式環(huán)境的要求，因此其應(yīng)用范圍還是受到了很大限制。由此，嵌入式工控機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。嵌入式工控機(jī)主要特點(diǎn)包括:

1、科學(xué)合理的合金機(jī)箱設(shè)計(jì)，不僅可以防塵、防潮、防振動(dòng)、增強(qiáng)抗電磁干擾能力還可實(shí)現(xiàn)寬溫工作。

2、無(wú)風(fēng)扇、無(wú)線纜設(shè)計(jì)，極大地減少了系統(tǒng)的維護(hù)需求。

嵌入式工控機(jī)體積小巧，散熱能力有限，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)成為必然選擇。

嵌入式工控機(jī)使用分布在機(jī)箱表面的散熱片進(jìn)行散熱，有效地解決了機(jī)箱內(nèi)部溫度高，散熱風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間工作容易發(fā)生故障的問(wèn)題，提高了工控機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)因?yàn)闊o(wú)風(fēng)扇運(yùn)行避免了空氣對(duì)流的要求，從而有效地阻止灰塵進(jìn)入工控機(jī)內(nèi)部。

無(wú)線纜設(shè)計(jì)，所有電路均采用電路板方式被牢牢地固定在工控機(jī)內(nèi)部，使在高溫、高頻振動(dòng)、高粉塵等極其惡劣的環(huán)境中，仍能保持穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

3、具有自診斷功能，在因故障宕機(jī)時(shí)，無(wú)需人工干預(yù)而自動(dòng)復(fù)位，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、低冗錯(cuò)的工作。

4、嵌入式工控機(jī)尺寸緊湊，體積小、重量輕、占用空間少，安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單、靈活，操作便利，幾乎可以配合任何終端、設(shè)備或控制柜。

5、系統(tǒng)升級(jí)容易。隨著微處理器性能的不斷提高，嵌入式工控機(jī)的處理能力、通信能力和界面友善程度達(dá)到相當(dāng)高的水平，足以滿足工業(yè)控制系統(tǒng)各種復(fù)雜控制策略的要求。 

6、嵌入式工控機(jī)的硬件，如CPU，有多種檔次，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選擇性價(jià)比合適的工控機(jī)。 

嵌入式工控機(jī)的產(chǎn)品性能優(yōu)勢(shì)及其巨大的市場(chǎng)潛力，刺激和吸引了眾多工控機(jī)廠商投入到嵌入式工控機(jī)的開發(fā)行列中。其中比較成功的要數(shù)具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線的STD、VME、PC/104、PCI、CPCI等模板產(chǎn)品。 

STD總線是在嵌入式工控機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛采用的一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線。STD總線模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為4.5×6.5平方英寸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ISA總線模板尺寸，適合作為緊湊加固平臺(tái)。由于采用PC和MS-DOS兼容性設(shè)計(jì)，以及總線I/O的設(shè)計(jì)思想，使8/16位的STD總線適應(yīng)高性能32位微處理器的要求。STD總線產(chǎn)品以其開放式體系結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度工業(yè)設(shè)計(jì)、小尺寸、高可靠、低價(jià)格、簡(jiǎn)便的I/O接口和不斷增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力及CPU性能，在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

VME總線分為3.9X6.3平方英寸和9.2X6.3平方英寸兩種規(guī)格。由于嵌入式工控機(jī)機(jī)發(fā)展的強(qiáng)大攻勢(shì)，部分工控機(jī)廠商一改歐式VME總線Moto rola微處理器結(jié)構(gòu)，紛紛推出PC和MS-DOS兼容的、80x86結(jié)構(gòu)的VME總線規(guī)范的嵌入式工控機(jī)產(chǎn)品。VME總線產(chǎn)品的插針式連接器結(jié)構(gòu)被強(qiáng)震動(dòng)、沖擊和高塵埃等極惡劣場(chǎng)合廣泛采用 ，特別是在列車、輪船等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中。

PC/104是小型化嵌入式工控機(jī)中比較熱門的產(chǎn)品。PC/104總線模板的結(jié)構(gòu)很有特色，尺寸為3.6×3.8平方英寸，沒(méi)有總線母板，沒(méi)有模板導(dǎo)軌，聯(lián)結(jié)采用自層疊方式，最大限度地減小占用空間。由于PC/104總線本身就和ISA規(guī)范完全兼容，從而使它能充分利用商用機(jī)市場(chǎng)上同樣的芯片系列，PC/104廠商也能最大限度地分享商用機(jī)規(guī)模經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中的巨大經(jīng)濟(jì)利益。

同時(shí)，先進(jìn)而復(fù)雜的操作系統(tǒng)要求有運(yùn)行速度更快的計(jì)算機(jī)與之相適應(yīng)。這一點(diǎn)無(wú)論是對(duì)商用計(jì)算機(jī)還是工控機(jī)都是一樣的?？焖俚挠?jì)算機(jī)需要快速的CPU芯片、快速的存儲(chǔ)器和快速的磁盤驅(qū)動(dòng)器，還需要同樣重要的、更快速的總線將所有這些連接在一起。PCI總線就是一種符合需求的高性能計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)。它是為滿足視頻和高速網(wǎng)絡(luò)通信工作等功能要求，由Intel開發(fā)的。PCI是獨(dú)立于處理器的32/64位總線，最大數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)264MBps。

CompactPCI簡(jiǎn)稱CPCI，是以PCI電氣規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)的高性能工業(yè)用總線，解決了VME等總線技術(shù)與PCI總線不兼容的問(wèn)題。CompactPCI采用VME歐洲卡封裝形式，提供真正工業(yè)封裝的PCI性能和硅片。CompactPCI不需橋路就可驅(qū)動(dòng)多至8個(gè)總線插槽，足以滿足大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)的要求。CompactPCI利用最新和最快的視頻、網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)采集芯片，定位在下一代更快速CPU上，為嵌入式工控機(jī)的發(fā)展開辟了一個(gè)新天地。 

VXI總線系統(tǒng)是一種完全開放的、有眾多產(chǎn)品供應(yīng)商支持的高性能模塊化儀器總線標(biāo)準(zhǔn)，又稱為VME擴(kuò)展到儀器應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。VXI總線是一種基于VME總線的模塊儀器結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所有廠家開放，并兼容現(xiàn)有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。VXI總線系統(tǒng)集中了智能儀表和GPIB系統(tǒng)的很多優(yōu)點(diǎn)，具有開放式模塊化結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)吞吐量大、網(wǎng)絡(luò)和通信接口方便，以及擴(kuò)展能力強(qiáng)、可伸縮性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海等設(shè)備的維護(hù)、測(cè)試和診斷。

現(xiàn)在，大部分嵌入式工控機(jī)廠商都在由OEM向系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品過(guò)渡，努力為用戶服務(wù)到終端，聯(lián)結(jié)方便合理，給用戶提供一個(gè)比較完整的解決方案。這是嵌入式工控機(jī)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主要方向。