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怎么差异工控主板的好坏

2017-04-11 10:19分类:电工基础知识 阅读:

  尽人皆知,不论是商用核算机仍是工业核算机,其间心便是主板,而工业用的主板因为其运用计划更广泛,运用环境更恶劣,因而,用户对其功用、兼容性、牢靠性恳求更高。怎么差异一片工业主板的好坏,咱们和咱们同享一些在工业主板制作厂作业多年的履历。
首要,咱们从主板的研制开端谈起。一款新主板的研制通常都会履历原理计划,电路布线(EDA,电子计划主动化),编写BIOS(根底输入输出体系)和驱动程序等软件,制作样板,计划认证,小批量试产等进程。一款主板的好坏,研制水平起了抉择性的效果,分外是原理计划、电路布线、编写BIOS的技能水平是要害,所谓罗马不是一天建成的,一款技能老到的主板,都是由少则三五年,多则十余年履历丰盛的研制团队计划的。资深原理计划工程师,在计划计划的挑选、电路的计划、要害元器材参数和厂商的挑选等方面都能表现其功力。一些厂商为寻求本钱,会从计划方面下手,如将CPU的三相供电电路改为二相,得到本钱的降低,却埋下了烧MOS管甚于烧CPU的危险。又如,挑选一些报价较廉价的元件,以电容为例,以日本出产的最贵,但其耐压和耐热性也较好,因为CPU供电电路对电容耐压和耐热恳求很高,大厂通常都会挑选质量较好的电容,如日本NICHICON或RUBYCON的电容,假定挑选质量较差的电容很或许在温度较高的作业环境接连长时刻作业后致使活络老化,严峻状况下电容或许会被焚毁。又如,不论是在世界上或在国内,都对电磁兼容性有很强的恳求,国标GB9254对电磁幅射有了解的规矩,分为A级(工业)和B级(民用)两级,分外以民用规范更为严峻,因为会直接影响到运用者及周边人群的健康。咱们做过一个小试验,将一盆仙人球盆景放在一个幅射较强的CRT闪现屏旁两至三个月,在沙漠里成长,有刚强生命力的仙人球竟然枯燥了。怎么知道你收买的商品是不是到达了世界或国家规范呢?你能够请厂商出具国家威望安排的查验证书,或欧洲的CE认证,或美国的FCC认证。很多大厂为了确保电磁幅射契合规范,会出资缔造试验室,先自行查验再送威望安排认证,光缔造一个丈量电磁辐射的半波暗室就需求投入近千万元的设备。主板的计划、布线和元器材都会对电磁幅射构成直接的影响,如一个资深的 EDA工程师不只需十分了解高频和低频走线的计划,避免构成串扰,一同还要思考走线直角或许构成的电磁幅射,一个硬件工程师假定在挑选某些元器材,如磁珠元件等时思考降低本钱或履历不可,也会构成电磁幅射。
主板的功用、兼容性和牢靠性是怎么查验的呢?这些作业通常由研制团队的计划认证有些完毕。比照而言,功用查验较简略一些,用CPU、内存条、硬盘、电源等简略设备搭起查验台就能够查验了,要害是关于各项功用逐项进行细心查验。而兼容性查验则杂乱很多了,要查验主板与市道上盛行的干流操作体系、作业运用软件和设备都兼容,的确是需求投入很多资金、人力和时刻的一项作业。以联想的商品为例,要完毕这一项作业,要进行三百余项的查验,这的确对公司的实力是一个查看。查验功用和兼容性的另一项作业是信号剖析,经过仪器,剖析每个电路模块的输出信号是不是契合规范,这需求厂家有多年的信号剖析技能堆集,这一步是主板计划胜败的要害,可是,信号剖析需求置办的仪器,如逾越1G频率的示波器等,每一台都要数十万美元,并且,有较强的信号剖析才干的工程师也大都在业界一些大公司作业。对工业用户而言,最关怀的莫过于主板的牢靠性了。牢靠性查验包含高温查验,低温查验,湿度查验,振荡查验,下跌查验,防静电查验和雷击查验等。附图列出了有关的查验仪器供咱们参看。
主板计划另一个要害是BIOS的编写,很多主板的兼容性疑问都与BIOS有关,有些BIOS高手乃至能够经过批改BIOS来赔偿商品硬件计划的短少,当主板出现兼容性疑问时,批改BIOS比批改硬件计划简略得多。运用BIOS还能够作出很多立异,例如,前期的主板需求由用户依据CPU的频率来手艺设定跳线,给用户添加了不少难度。在1995年,联想在业界首要推出了SpeedEasy技能,并在美国恳求了专利,从此完毕了主板需求设定CPU跳线的前史。现在,联想的Easy技能已有12项之多,其间,最值得推重的是RecoveryEasy技能,通称“一键康复”技能,经过简略的设定,当核算机因运用不妥或遇受病毒危害时,用户只需按一下康复键即可体系康复至出厂状况,大大削减了厂家为批改用户体系所花费的人力和物力,关于工控机的用户分外有用。
由此可见,一家公司的研制实力首要表现在研制团队的实力和研制资金的投入上,大厂的研制团队通常逾越百人,每年的研制投入逾千万。很多商家都会宣扬其研制实力怎么雄厚,对用户而言,最简略的办法,看其公司的树立时刻、研制团队的履历和人数以及投入的研制资金就可略知一二了。一些计划较小的厂商会走一些捷径,例如挖一些资深的工程师主刀,可是主板计划是一项协同性很强的作业,需求原理计划、EDA和BIOS团队的通力协作才干确保质量。从一些大厂 OEM/ODM几款主板也是业界一些商家常有的事,但要害是看其是不是有较强的质量处理团队来对商品计划和制作全进程加以操控,不然,计划、制作和出售的脱节常常会致使质量处理及售后效劳的脱节,给用户构成不少烦恼。
抉择主板质量的第二个环节便是收买元器材了。所谓巧妇难为无米之炊,没有优异的原资料作确保,再优异的制作厂也难出产出优异的主板来。主板的元器材大约有几类,其一是芯片,如芯片组(chipset),现在干流厂商是INTEL和 VIA,尤以INTEL的居多,芯片组的纷歧样直接抉择了主板的底子规范和电路计划的底子计划,如支撑400MHz仍是533MHz的CPU ,支撑DDR266仍是 DDR333,支撑USB 1.1仍是USB2.0等,芯片组的不断移风易俗,推进了主板技能的不断向前翻开。而时钟芯片,现在厂家较常用的有SST或ICS品牌的,表现都不错。板载网络接口现在已是恰当广泛了,网络芯片以INTEL82559和INTEL82562居多,安稳性也恰当不错,也有较多厂商运用Realtek 8十0或8139的芯片,质量也极好,报价较INTEL的廉价。其二是被逼元件,如电阻电容一类,这一类商品已恰当老到,很多厂家都能够出产出质量较好的商品,不过,如前述用于CPU供电电路的电容,因为恳求较高,主张运用一些知名大厂的商品为好。其三是接插件,如CPU 插座、内存条插座、硬盘接口(IDE)、软驱接口等很多的联接器都联络到体系的质量。这一类商品中,FOXCONN、AMP作为作业的领导者,他们的质量值得信任,当然,报价也较贵。一些厂商从本钱动身,挑选一些质优价廉的商品也是增强商品报价竞赛力的正常路径。可是值得留神的是,联接器的要害质量之一在于其导电功用,很多联接器的触摸弹片或触摸面都是镀金的,通常厂商为了合适纷歧样报价和运用需求的用户,会供应纷歧样的规范,如有 3mil、15mil和30mil纷歧样的镀金厚度,通常状况下要运用15mil厚度以上的商品,但如为了节省本钱而运用3mil厚度的商品(如内存条),本钱是降低了,但用户在运用时很有或许构成概率性地开机无显等景象。关于用户而言,简略地查询一下主板所用的元器材能够对主板的质量作出大略的评估。俗语说一分钱一分货不是没有道理,运用优异元器材出产的主板,质量天然多一层确保,但报价或许会贵一些。可是,假定出产计划较大,有收买优势,或许收买优异元器材的报价反而较低,比如说,联想每年收买额逾百亿元,并且与上述的上游厂商又有战略性的协作联络,其零部件的收买价天然有十分大的优势,这也是为何联想的商品通常选用知名大厂的元器材的要素,这不只确保了主板质量,一同又有报价竞赛力。
制作技能的好坏是造就优异商品第三个抉择要素。一条主板出产线首要由SMT(外表贴装技能)设备和插装流水线构成。通常用户能够从主板外表规整、焊点丰满等方面,对厂家的出产技能和出产处理水平有超卓的开端形象,能够说焊接技能的好坏是主板制作技能水平的最佳的表现。SMT流水线首要包含钢网打印机、高速贴片机和多功用贴片机三类设备。钢网打印机经过主动往复的机械刷,透过钢网上的焊盘孔在打印线路板(PCB)的焊盘上刷上一层锡,锡膏的厚度直接影响到贴片元件的质量,有条件的厂家经过仪器查看锡膏的厚度来进行操控;贴片机的效果是将元件贴到指定的PCB焊盘上,高速贴片机首要是贴电阻电容类小元件的,多功用贴片机则用于贴芯片组等芯片的,阻容类元件通常是卷装的,而IC类有卷装的和盘装的两种,经过编程,贴片机的设备头到指定的料架上取料,然后再设备在PCB的焊盘上。贴片往后是热风回流焊,通常经过四至五个炉区逐步升温将PCB焊盘上的锡膏熔化,PCB出炉后再逐步冷却,完毕贴片元件的焊接进程。这一进程中,回流焊机各区的温度操控很要害,升温过快或许会因为热胀大致使PCB焊盘发作裂纹,致使虚焊;但升温过慢又会致使锡膏熔化时刻不可,致使假焊。因为纷歧样的主板外表元件的数量、计划和面积均纷歧样,各炉区的温度恳求也纷歧样,质量操控稳重的厂家会运用温度盯梢仪,关于纷歧样的商品经过重复进行的试验,得到回流焊机内炉温的改动曲线,据此来设定回流焊机的各项参数。接下来是插装元件的焊接了,插装元件运用波峰焊机进行焊接,PCB进入波峰焊机时,首要经过助焊区将助焊剂加到PCB上,再经过锡炉的波峰完毕焊接。通常,花费者大体上能够经过焊点形状来差异厂家的焊接技能是不是过硬。因为电路板上元件很多,漏焊,错焊的景象不易查看到,有资金实力的厂家通常经过ICT(在线查验)来查看把关,一台ICT的报价大约在20万元分配,而每一款主板商品都需求专门对应的查验针床,制作一个针床需求约3-5万元,对厂商而言,又是一笔不小的投入。
商品究竟一个环节便是查验了,每个商品应当在出产线跋涉行查验,包含功用查验和外观查验,一些质量处理稳重厂家的商品还有必要在45度高温的老化间内作业比如3D MARK软件数小时(俗称拷机);再经过振荡查验查验其商品焊接和设备的健旺性,的确没有疑问才干出厂。
至此,主板的制作进程底子介绍完了。下面谈谈报价的迷信:
市道上,通常中国台湾出产的商品因为质量认同度较高,其报价也较内地厂商的贵。台湾的电子工业较内地翻开早,在出产技能和质量处理方面的确有很多值得学习的本地,可是,经过近二十年的改造翻开,祖国内地的电子制作技能在九十年代中期已恰当老到,国内的电子商品已广泛销往欧美日等国,成为制作大国,包含业界很多知名的台资公司都已在内地设厂出产,内地的质量水平已与台湾无异,并且报价更具竞赛力。但值得留神的是,某些国内商家,成心声称自已的商品是从台湾进口的,无非是想标榜其质量,来赚取较高润,正本,花费者只需细心查询其主板上所用的元件是不是台湾产的就能够知道了,假定大部份是内地出产的元件,产地大约也可猜到七八分了。
另一种迷信以为优异品牌的商品必定报价高,正本,在计划化出产后,抉择主板本钱的首要要素是原资料本钱和制作本钱。假定厂家有收买计划优势和计划制作的优势,本钱较低便是很天然的事了。总归,商质量量的要害不在商品定价的凹凸,而要看工控主板厂家是怎么计划的,怎么选料的,更要看其收买计划和制作计划。

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