本文為大家分享如何判斷一片工業(yè)主板的優(yōu)劣。
眾所周知，無(wú)論是商用計(jì)算機(jī)還是工業(yè)計(jì)算機(jī)，其核心就是主板，而工業(yè)用的主板由于其應(yīng)用范圍更廣泛，使用環(huán)境更惡劣，因此，用戶(hù)對(duì)其功能、兼容性、可靠性要求更高。如何判斷一片工業(yè)主板的優(yōu)劣，我們和大家分享一些在工業(yè)主板制造廠工作多年的經(jīng)驗(yàn)。
首先，我們從主板的研發(fā)開(kāi)始談起。一款新主板的研發(fā)一般都會(huì)經(jīng)歷原理設(shè)計(jì)，電路布線(EDA，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)，編寫(xiě)B(tài)IOS(基礎(chǔ)輸入輸出系統(tǒng))和驅(qū)動(dòng)程序等軟件，制作樣板，設(shè)計(jì)認(rèn)證，小批量試產(chǎn)等過(guò)程。一款主板的優(yōu)劣，研發(fā)水平起了決定性的作用，尤其是原理設(shè)計(jì)、電路布線、編寫(xiě)B(tài)IOS的技術(shù)水平是關(guān)鍵，所謂羅馬不是一天建成的，一款技術(shù)成熟的主板，都是由少則三五年，多則十余年經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的。資深原理設(shè)計(jì)工程師，在設(shè)計(jì)方案的選擇、電路的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵元器件參數(shù)和廠商的選擇等方面都能體現(xiàn)其功力。一些廠商為追求成本，會(huì)從設(shè)計(jì)方面下手，如將CPU的三相供電電路改為二相，得到成本的降低，卻埋下了燒MOS管甚于燒CPU的隱患。又如，選擇一些價(jià)格較便宜的元件，以電容為例，以日本生產(chǎn)的最貴，但其耐壓和耐熱性也較好，由于CPU供電電路對(duì)電容耐壓和耐熱要求很高，大廠一般都會(huì)選擇品質(zhì)較好的電容，如日本NICHICON或RUBYCON的電容，如果選擇品質(zhì)較差的電容很可能在溫度較高的工作環(huán)境連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作后導(dǎo)致迅速老化，嚴(yán)重情況下電容可能會(huì)被燒毀。又如，無(wú)論是在國(guó)際上或在國(guó)內(nèi)，都對(duì)電磁兼容性有很強(qiáng)的要求，國(guó)標(biāo)GB9254對(duì)電磁幅射有明確的規(guī)定，分為A級(jí)(工業(yè))和B級(jí)(民用)兩級(jí)，尤其以民用標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，因?yàn)闀?huì)直接影響到使用者及周邊人群的健康。我們做過(guò)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，將一盆仙人球盆景放在一個(gè)幅射較強(qiáng)的CRT顯示屏旁?xún)芍寥齻€(gè)月，在沙漠里生長(zhǎng)，有頑強(qiáng)生命力的仙人球居然枯萎了。如何知道你購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品是否達(dá)到了國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)呢?你可以請(qǐng)廠商出具國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)證書(shū)，或歐洲的CE認(rèn)證，或美國(guó)的FCC認(rèn)證。許多大廠為了保證電磁幅射符合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)投資建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，先自行測(cè)試再送權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，光建設(shè)一個(gè)測(cè)量電磁輻射的半波暗室就需要投入近千萬(wàn)元的設(shè)備。主板的設(shè)計(jì)、布線和元器件都會(huì)對(duì)電磁幅射構(gòu)成直接的影響，如一個(gè)資深的 EDA工程師不僅要非常了解高頻和低頻走線的布局，以免造成串?dāng)_，同時(shí)還要考慮走線直角可能造成的電磁幅射，一個(gè)硬件工程師如果在選擇某些元器件，如磁珠元件等時(shí)考慮降低成本或經(jīng)驗(yàn)不夠，也會(huì)造成電磁幅射。
主板的性能、兼容性和可靠性是如何測(cè)試的呢?這些工作一般由研發(fā)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)認(rèn)證部門(mén)完成。比較而言，性能測(cè)試較容易一些，用CPU、內(nèi)存條、硬盤(pán)、電源等簡(jiǎn)單設(shè)備搭起測(cè)試臺(tái)就可以測(cè)試了，關(guān)鍵是針對(duì)各項(xiàng)性能逐項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真測(cè)試。而兼容性測(cè)試則復(fù)雜許多了，要測(cè)試主板與市面上流行的主流操作系統(tǒng)、行業(yè)應(yīng)用軟件和裝置都兼容，確實(shí)是需要投入許多資金、人力和時(shí)間的一項(xiàng)工作。以聯(lián)想的產(chǎn)品為例，要完成這一項(xiàng)工作，要進(jìn)行三百余項(xiàng)的測(cè)試，這確實(shí)對(duì)公司的實(shí)力是一個(gè)考驗(yàn)。測(cè)試性能和兼容性的另一項(xiàng)工作是信號(hào)分析，通過(guò)儀器，分析每個(gè)電路模塊的輸出信號(hào)是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這需要廠家有多年的信號(hào)分析技術(shù)積累，這一步是主板設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵，但是，信號(hào)分析需要購(gòu)置的儀器，如超過(guò)1G頻率的示波器等，每一臺(tái)都要數(shù)十萬(wàn)美元，而且，有較強(qiáng)的信號(hào)分析能力的工程師也大都在業(yè)界一些大公司工作。對(duì)工業(yè)用戶(hù)而言，最關(guān)心的莫過(guò)于主板的可靠性了。可靠性測(cè)試包括高溫測(cè)試，低溫測(cè)試，濕度測(cè)試，振動(dòng)測(cè)試，跌落測(cè)試，防靜電測(cè)試和雷擊測(cè)試等。附圖列出了相關(guān)的測(cè)試儀器供大家參考。
主板設(shè)計(jì)另一個(gè)重點(diǎn)是BIOS的編寫(xiě)，許多主板的兼容性問(wèn)題都與BIOS相關(guān)，有些BIOS高手甚至可以通過(guò)修改BIOS來(lái)彌補(bǔ)產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)的不足，當(dāng)主板出現(xiàn)兼容性問(wèn)題時(shí)，修改BIOS比修改硬件設(shè)計(jì)容易得多。利用BIOS還可以作出許多創(chuàng)新，例如，早期的主板需要由用戶(hù)根據(jù)CPU的頻率來(lái)手工設(shè)定跳線，給用戶(hù)增加了不少難度。在1995年，聯(lián)想在業(yè)界率先推出了SpeedEasy技術(shù)，并在美國(guó)申請(qǐng)了專(zhuān)利，從此結(jié)束了主板需要設(shè)定CPU跳線的歷史。如今，聯(lián)想的Easy技術(shù)已有12項(xiàng)之多，其中，最值得推崇的是RecoveryEasy技術(shù)，通稱(chēng)“一鍵恢復(fù)”技術(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)定，當(dāng)計(jì)算機(jī)因使用不當(dāng)或遇受病毒侵害時(shí)，用戶(hù)只要按一下恢復(fù)鍵即可系統(tǒng)恢復(fù)至出廠狀態(tài)，大大減少了廠家為修復(fù)用戶(hù)系統(tǒng)所花費(fèi)的人力和物力，對(duì)于工控機(jī)的用戶(hù)特別有用。
