什麽是嵌入式主板？

嵌入式主板是專爲嵌入式系統設計的核心計算平台。它與我們日常使用的台式機或筆記本電腦主板有明顯區別：

1. 專用性強：不是通用計算平台，而是爲特定應用、特定環境和特定功能量身定制的。

2.   高度集成：將CPU、內存、存儲控制器、各種 I/O 接口（網絡、串口、USB、顯示等）甚至特定功能模塊（如 GPIO, CAN, SPI, I2C）高度集成在一塊緊湊的電路板上。

3. 形態多樣：尺寸和形狀變化極大，從信用卡大小的模塊（如Raspberry Pi Compute Module）到稍大一些的 Mini-ITX、3.5" SBC，再到完全定制的非標准尺寸。

4. 低功耗：通常設計爲低功耗運行，適合長時間、無風扇或散熱受限的環境。

5.   堅固可靠：針對工業、醫療、交通等惡劣環境，常采用寬溫設計、抗振動、防塵等措施，追求長期穩定運行（7x24小時）。

6. 長生命周期：制造商通常會承諾較長的産品供應周期（如5-10 年或更長），滿足工業産品長期維護和升級的需求。

嵌入式主板的主要應用領域

工業自動化： PLC、HMI、機器視覺、机器人控制、SCADA 系統、工業網關。

物聯網：邊緣計算網關、智能傳感器集線器、數據采集設備。

交通運輸：車載信息娛樂系統、車載電腦、車隊管理、列車控制系統、航空電子設備。

醫療設備：醫療影像設備、病人監護儀、診斷儀器、實驗室自動化。

數字標牌與信息亭：廣告機、自助服務終端、交互式顯示屏。

網絡設備：路由器、交換機、防火牆、網絡附加存儲。

能源與電力：智能電表、充電樁控制、能源管理系統。

安防監控：NVR、DVR、門禁控制系統。

消費電子：高端家電控制面板、智能家居中樞。

軍工與航天：高可靠性要求的控制系統。

嵌入式主板的關鍵規格和特性（選購時需關注）

1. 處理器：

   架構：ARM (Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M 系列 - 功耗低，集成度高)、x86 (Intel Atom/Celeron/Pentium/Core, AMD Ryzen Embedded - 性能強，兼容性好)、RISC-V (新興)、PowerPC/MIPS (傳統應用)。

      性能：根據應用負載選擇，從低功耗微控制器到多核高性能處理器。

2.   內存：

    類型：DDR3L, DDR4, LPDDR4/x 等，追求低功耗和穩定性。

    容量：從幾百MB 到幾十 GB 不等。

    板載/插槽：通常是板載焊接，确保稳定性；部分型号提供SO-DIMM 插槽方便升級。

3.   存儲：

    接口： eMMC (高集成、可靠)、SATA、M.2 (NVMe/SATA)、mSATA、USB 啓動。

    形式：板載eMMC/NAND Flash，或通過連接器支持外部 SSD/HDD。

4. I/O 接口：

      核心： 以太網(GbE, 2.5GbE, 10GbE，常帶 TSN 支持)、USB (2.0/3.x)。

    顯示： HDMI, DisplayPort, LVDS, eDP。

    傳統/工業：串口(RS-232/422/485)**、**GPIO**、CAN Bus、SPI, I2C。

    擴展：Mini PCIe, M.2 (支持 WiFi/BT, 4G/5G, NVMe SSD)、PCIe 插槽。

    音頻：線路輸入/輸出，麥克風輸入。

5.   功耗：

典型范围从几瓦到幾十瓦。无风扇设计通常要求TDP在10W以下。

6.   尺寸與外形：

    標准：COM Express, SMARC, Qseven, ETX, Mini-ITX, 3.5" SBC, Pico-ITX 等。

    定制：根據特定設備內部空間完全定制設計。

7.   操作系統支持：

    Linux：最主流的選擇，尤其是Yocto Project 或 Buildroot 構建的定制發行版。

    實時操作系統：FreeRTOS, VxWorks, QNX, Zephyr (用于實時性要求高的場景)。

    Windows IoT：Windows 10/11 IoT Enterprise。

    Android：用于人機交互界面豐富的設備。

8.   環境適應性：

    工作溫度：工業級通常要求-40°C 到 +85°C 或更寬。

    防護：可能需要防塵、防潮、抗振動、抗沖擊設計。

    認證：CE, FCC, RoHS 是基礎，工業設備可能需要 UL, cUL, CCC 等。

9.   擴展性：

    通過載板、子板或特定接口擴展功能。

嵌入式主板的優勢

緊湊集成：節省空間，簡化系統設計。

低功耗：減少散熱需求，延長電池壽命（如適用），降低運行成本。

高可靠性：針對嚴苛環境設計，保障系統穩定運行。

長生命周期支持：制造商長期供應，利于産品長期維護。

快速開發：基于成熟的核心板模塊設計，加速産品上市時間。

定制化潛力：廠商通常提供定制服務（如裁剪接口、修改布局、調整BIOS/UEFI）。

與普通主板的區別總結

如何選擇嵌入式主板？

選擇時，務必從你的具體項目需求出發：

1. 性能需求：需要運行什麽軟件？處理多大計算量？

2. 功耗預算：系统供电方式？散熱条件如何？是否要求无风扇？

3.   接口要求：需要哪些特定接口？(多少個串口？需要GPIO/CAN吗？需要特定顯示接口吗？需要几个网口？速度要求？)

4. 環境條件：工作溫度範圍？是否有振動、灰塵、濕度問題？

5. 尺寸限制：設備內部可用空間多大？

6. 操作系統：計劃運行什麽操作系統？

7. 預算：項目成本要求？

8. 生命周期：产品预计销售和维护周期多長？

9. 擴展性：未來是否需要增加功能模塊？

10.開發支持：供應商是否提供良好的BSP、文檔和技術支持？