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，無論是商用計算機還是工業(yè)計算機，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，用戶對其功能、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。
首先，我們從主板的研發(fā)開始談起。一款新主板的研發(fā)一般都會經(jīng)歷原理設(shè)計，電路布線(EDA，電子設(shè)計自動化)，編寫B(tài)IOS(基礎(chǔ)輸入輸出系統(tǒng))和驅(qū)動程序等軟件，制作樣板，設(shè)計認(rèn)證，小批量試產(chǎn)等過程。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、電路布線、編寫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)驗豐富的研發(fā)團隊設(shè)計的。資深原理設(shè)計工程師，在設(shè)計方案的選擇、電路的設(shè)計、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，會從設(shè)計方面下手，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供電電路對電容耐壓和耐熱要求很高，大廠一般都會選擇品質(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)長時間工作后導(dǎo)致迅速老化，嚴(yán)重情況下電容可能會被燒毀。又如，無論是在國際上或在國內(nèi)，都對電磁兼容性有很強的要求，國標(biāo)GB9254對電磁幅射有明確的規(guī)定，分為A級(工業(yè))和B級(民用)兩級，尤其以民用標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，因為會直接影響到使用者及周邊人群的健康。我們做過一個小實驗，將一盆仙人球盆景放在一個幅射較強的CRT顯示屏旁兩至三個月，在沙漠里生長，有頑強生命力的仙人球居然枯萎了。如何知道你購買的產(chǎn)品是否達到了國際或國家標(biāo)準(zhǔn)呢?你可以請廠商出具國家權(quán)威機構(gòu)的檢驗證書，或歐洲的CE認(rèn)證，或美國的FCC認(rèn)證。許多大廠為了保證電磁幅射符合標(biāo)準(zhǔn)，會投資建設(shè)實驗室，先自行測試再送權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證，光建設(shè)一個測量電磁輻射的半波暗室就需要投入近千萬元的設(shè)備。主板的設(shè)計、布線和元器件都會對電磁幅射構(gòu)成直接的影響，如一個資深的 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)_，同時還要考慮走線直角可能造成的電磁幅射，一個硬件工程師如果在選擇某些元器件，如磁珠元件等時考慮降低成本或經(jīng)驗不夠，也會造成電磁幅射。
主板的性能、兼容性和可靠性是如何測試的呢?這些工作一般由研發(fā)團隊的設(shè)計認(rèn)證部門完成。比較而言，性能測試較容易一些，用CPU、內(nèi)存條、硬盤、電源等簡單設(shè)備搭起測試臺就可以測試了，關(guān)鍵是針對各項性能逐項進行認(rèn)真測試。而兼容性測試則復(fù)雜許多了，要測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，確實是需要投入許多資金、人力和時間的一項工作。以聯(lián)想的產(chǎn)品為例，要完成這一項工作，要進行三百余項的測試，這確實對公司的實力是一個考驗。測試性能和兼容性的另一項工作是信號分析，通過儀器，分析每個電路模塊的輸出信號是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這需要廠家有多年的信號分析技術(shù)積累，這一步是主板設(shè)計成敗的關(guān)鍵，但是，信號分析需要購置的儀器，如超過1G頻率的示波器等，每一臺都要數(shù)十萬美元，而且，有較強的信號分析能力的工程師也大都在業(yè)界一些大公司工作。對工業(yè)用戶而言，最關(guān)心的莫過于主板的可靠性了。可靠性測試包括高溫測試，低溫測試，濕度測試，振動測試，跌落測試，防靜電測試和雷擊測試等。附圖列出了相關(guān)的測試儀器供大家參考。
主板設(shè)計另一個重點是BIOS的編寫，許多主板的兼容性問題都與BIOS相關(guān)，有些BIOS高手甚至可以通過修改BIOS來彌補產(chǎn)品硬件設(shè)計的不足，當(dāng)主板出現(xiàn)兼容性問題時，修改BIOS比修改硬件設(shè)計容易得多。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根據(jù)CPU的頻率來手工設(shè)定跳線，給用戶增加了不少難度。在1995年，聯(lián)想在業(yè)界率先推出了SpeedEasy技術(shù)，并在美國申請了專利，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項之多，其中，最值得推崇的是RecoveryEasy技術(shù)，通稱“一鍵恢復(fù)”技術(shù)，通過簡單的設(shè)定，當(dāng)計算機因使用不當(dāng)或遇受病毒侵害時，用戶只要按一下恢復(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)用戶系統(tǒng)所花費的人力和物力，對于工控機的用戶特別有用。
