变形金刚展雄风 ARK嵌入多领域
- 林稼弘
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早期工业电脑最普遍的应用，即在于工厂自动化，此后伴随科技发展、人类生活的进步，工业电脑逐渐走入人们生活领域，无论POS、道路监控、电视墙，乃至于机场内的行李输送带，各种应用情境，都成为嵌入式工业电脑的挥洒舞台。工业电脑从幕后走向幕前，显然已不宜固守过往硬梆梆的型态，在着重效能之余，另需针对产品外观、散热、机构强固、电源、宽温、模块扩充性等多个层面，精益求精加入设计特色，使其能成为实用的工艺品，适应多样性的嵌入式应用环境。
为顺应这股趋势潮流，业者研华研制新一代ARK系列强固型嵌入式系统，即融入诸多设计巧思，一举囊括散热最佳化、宽压输入电源、宽温、多元扩充性、机构强固等优质特色，从而根据Slim、Compact、Rich I/O、Expansion等不同应用主题，分别孕育ARK-1120、ARK-1503、ARK-2120及ARK-3540等全新机型，期望充分满足市场需求。
上盖圆弧及导热柱 营造最佳散热效果
由于多数嵌入式应用环境，对噪音的容忍度极低，因此研华ARK系列产品一向采取无风扇设计，让dB值彻底归零。但任何元件均将产生热能，因此在无风扇的状态下，如何将热导至外壳，发挥最佳散热效果，无疑是高难度设计。研华先前ARK系列，针对最易产生热能的元件－CPU，主要倚靠导热管进行散热，惟导热管是以复合材质加工制造而成，取得成本较高，且导热距离较长，难免影响散热效果，所以新一代ARK系列产品，一律以导热柱取代导热管。
导热柱是以铝材质一体成型设计，由于材料、制程相对单纯，因此成本较低，对客户是一大福音；其更大特色在于导热距离明显缩短，有助提高转换效率，营造更佳散热效果。除了导热柱外，另一大亮点则为上盖圆弧；回顾以往ARK系列机种，其上盖沿袭分离式设计，而新一代上盖圆弧则改采一体式ㄇ字架构，为包覆式设计，使得散热面积因而扩大，有助提高导热效率。在上盖圆弧的表面，清楚可见一根根铝质圆锥形鳍片(Fin)，这般设计蕴含莫大深意。第一，相较于过往棱角分明的鳍片设计，圆锥体可说更加美观；第二，圆锥形鳍片可缩小人手接触面积，因此在进行维修时，较不易烫手；第三，拜圆锥形设计所赐，鳍片与鳍片之间的空间距离，明显较以往扩大，借此提升风流效果，更加易于带走热气。
采取精密式组合 增强结构强固
有关机构强固部分，研华新一代ARK系列嵌入式工业电脑，其主机板上的电容与相关零件，皆具备高达5G的抗震能力，可有效避免因震动而受损或剥离。为了提高结构强度，且不影响系统耐震度，采取了精密式的组合设计，尽可能精简或省略缆线(Cable)及螺丝数量，甚至在产品外观上，已未见任何螺丝孔。新一代ARK系列产品诉诸一体成型、上下式结合之设计，使得机箱易于拆装，方便进行维护，因此对于螺丝的倚赖程度，原本就较以往降低；更重要的考量在于，螺丝不仅有松脱疑虑，且容易产生风化现象，这些潜在风险，都可能损害结构强度，理应尽可能减少使用。
至于Cable，一来可能因安装不当或品质瑕疵，容易产生故障，算是不安定因素；再者，Cable使用数量愈多，也将占据更大机构空间，从而影响散热效率，因此，研华采取将连接器(Connector)设计在主板之上，运用MIOe这项可定制化的模块式扩充界面，满足客户各项应用，不再动用大量Cable传递I/O信号，借此保留足够空间，确保处理器、南桥芯片、存储器、硬盘等主要元件之有效散热性。
精巧的外观设计 满足各式应用需求
相较以往，研华表示，新一代ARK系列机种，在外观上已有重大突破，不仅因上盖的一体成形包覆式设计、圆椎形鳍片设计，从而增添美观元素，且拜诸多设计巧思所赐，更契合各式应用情境，发挥最大实用价值。首先在上盖圆弧处，特别保留VESA标准孔位，使得客户无须费心锁住铁盘，便可直接将主机锁入悬臂，顺利与Panel整合。此外，为了维持核心元件一致性，并尽可能迎合不同客户需求，研华推出一个可供客户弹性运用空间的Bracket结构体，以此支架空间装载两片扩充卡，堪称饶富创意、面面俱到之崭新设计。
宽压加宽温 有效切进严苛环境
工业电脑多被应用于工业环境，因此研华对于嵌入式产品的电源设计，向来都以DC-to-DC电源模块为基准，以直流电供电、取电，借此营造更高稳定度，且更加适应工业生产环境。以往ARK系列产品支持的直流电输入电压，介于12V ~24V区间，新一代产品则扩大成为9V ~34V；而其Default支持的温度范围，也顺势扩大至-20℃~60℃，并可依客户特殊需求予以增。随着宽温及宽压优势之强化，研华新一代ARK系列强固型嵌入式系统，更能符合工业等级之严苛环境要求。
MIOe弹性化设计 满足垂直市场的多样需求
伴随市场需求快速变迁，使得垂直应用更趋多样性，彼此I/O扩充需求差异甚大。譬如需要悬挂42寸大屏幕的客户，需要多个DVI连接器；养护中心需要加装扩大器(Amplifier)；一般工业生产环境，则需要使用更多COM埠。面对多变的深度垂直应用需求，工业电脑厂不论透过ODM完全定制化、或提供多种嵌入式电脑模块来试图满足，似乎都缓不济急，且可能因量能过小导致成本高涨；为解决这项难题，研华新一代ARK系列结合MIOe创新版卡弹性化设计，将可能需要的扩展界面功能，收敛在统一定义好的连接器，然后透过汇流排，与MIO主板进行I/O信号交换。藉由此项堆叠式设计，可迅速抢攻不同市场，从而让使用者透过研华所提供的现有不同功能的模块，快速组合出所需的特色产品。(本文由 Myadvantech no.19提供，林稼弘整理)
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