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研华科技:嵌入式技术在工业产品的前瞻应用

研华科技产品经理 陈彦君

研华科技2010年营收大跃进,成长50%之多,目前已是全球工业计算机第2大业者,仅次于NCR,且该公司并获选为台湾前10大品牌。研华在工业暨嵌入式计算机方面,提供多样的工业及嵌入式计算机平台,并运用先进的运算技术促进创新的应用,产品包括单板计算机、工业级主板、SOM系统模块、工业级计算机、工业级嵌入式计算机和客制化服务等,以满足各种应用需求。

研华产品经理陈彦君表示,研华一向积极于了解客户的需求,并站在客户的立场思考问题,例如,关于单板产品,是否能做到一板通用?为何做不到?标准产品是否能满足所有人的需求等。

标准产品难以满足所有客户需求

针对上述问题,陈彦君说明指出,由于垂直需求相当分歧,因此很难做到以标准产品满足所有需求,例如某些领域所需要的宽温、8个串口等,就并非标准产品所能满足。再者,她指出,在接口演进的过程中,例如ISA进展为PCI;PCI进展为PCIe;IDE进展为SATA;USB 2.0进展为USB 3.0;LVDS进展为DisplayPort,某些接口在新平台中已不被支持,导致客户的应用面临断炊。针对这些问题,可能的方法之一为完全的客制化,然而此方法会增加NRE(一次性工程费用)的支出,且此方法仅适用于数量较大的专案。

另一种解决方式则是COM(Computer on Module),COM为Computer On Module(嵌入式计算机模块)的简称。COM模块就象是拥有PC功能的系统板卡的零组件般,可透过高密度、小尺寸、平面式的连接头,搭配于特殊应用的载板上。针对此方法,陈彦君指出其中的缺点在于双方皆必需投入研发资源;开发时间较长,甚至可能长达1年;较高的整体成本,以及仅适用于数量较大的专案等。无论是客制化及COM方式,陈彦君直指其中都有客户无法接受的问题。针对此,研华所提出的解决之道则是MOC(Module on Computer)。

MOC概念兼顾标准化及弹性

MOC和COM为相反的设计概念,前者最大的特点是95%的部分皆已在MOC中完成,亦即MOC中已建置中央处里器、存储器、电源供应、完整的I/O及扩充槽等,另外并提供额外的弹性以提供客户可进一步扩充。陈彦君表示,MOC此种方式为系统集成导向,因此可使用较少的电线,且提供更精简的底板设计并具成本效率。

整体而言,MOC是一种全新的设计概念,陈彦君进一步说明指出,采用MOC概念的板子可区分为元件面(Components Side)和焊锡面(Solder Side),在元件面部分,所有会产生热的元件皆集中在此面,如此能为电源和主动IC元件提供更大的空间,且将散热问题集中于同一面,可同时解决中央处理器、电源、和主动IC的散热问题,处理更为容易。再者,海岸线(Coast Line)和DIP连接器也放置于此面,可进一步节省制造成本。

至于焊锡面部分,则是放置扩充槽、硬盘及SMD可锁式连接器(SMD Lockable Connectors)。陈彦君指出,此面的扩充槽包括MIO、miniPCIe及CF/Cfast卡等。另将硬盘放置在此面,可简化散热的处理,再者,SMD可锁式连接器则包括COM埠和音讯埠等。透过整体机构的考量,MOC概念所需的线缆可少至4条,分别为LVDS线、SATA线、COM连接线,以及音讯线等。

MOC和MIO可灵活搭配

以146 x 102 mm的MOC单板为主体,其上会覆盖散热装置,下方则以螺丝连结MIO(Multi Interfaces Oriented)模块。陈彦君强调指出,灵活搭配MOC和MIO模块,几乎便能满足各种垂直应用需求。在MIO方面,研华所推出的MIO 3.0不只考虑到客户目前大部分的需求,且将未来的芯片趋势亦考虑在内。

基于以上的设计,MOC的优点将包括易于进行系统集成及组装;以SFF(Small Form Factor)支持高效能;以更低的成本提供完整的解决方案;具有更大的弹性,可满足垂直市场,且客户亦能在MIO端建置自己的Know-how等。陈彦君强调,MOC是一个全新的Form Factor,不过,基于以上的种种优点,研华很有信心在进一步让业界了解此架构的概念后,会有更多业者采用MOC,以更有效率的方式建置己身所需的嵌入式工业计算机解决方案。

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