PC/104 已經過時了嗎?
當今，PC/104嵌入式解決方案廣泛應用于商業、工業、航空以及軍用領域并得到了大家一致的認可。“堆疊式PC”已經被證明是一種能夠廣泛應用于各種場合的、堅固的、可靠的、高性價比的嵌入式系統解決方案。通過堆棧式的擴展，PC/104可以靈活的配置擴展功能模塊，滿足開發者更多的使用需求。但隨著科技發展日新月異，不少設計者發現PC/104的ISA以及PCI的總線的帶寬限制，讓諸多系統設計捉襟見肘。PC/104的未來將如何發展?是否有更具生命力的嵌入式解決方案呢?
研華科技作為工控界的領導廠商，將如何應對這個問題呢?
研華工程師們針對PC/104擴展的局限性問題，并對嵌入式市場進行長期調，結合了COM核心模塊擴展靈活的特點，創新性的提出了MI/O Extension嵌入式解決方案。類似PC/104， 都是堆疊式的擴展, 但MIOe 的擴展性與靈活性則大大的提高了。以往PC/104 無法支持的擴展，在MIOe上，都可以輕易做到。
專家觀點：
PC/104總線擴展方式，將來至少有50%被MIOe擴展方式替代
陳彥君 研華嵌入式運算核心事業群 嵌入式單板計算機及嵌入式無風扇系統產品經理
簡介：于2006年加入研華，負責產品線策略、營銷策略、產品規劃及開發等。帶領產品線: MI/O Extension, 3.5”, PC/104, EBX及嵌入式無風扇系統等。開創MI/O Extension創新型板卡，建立下一世代嵌入式板卡的標準。PM總經歷逾14年。
1. MIOe的擴展性是PC/104總線無法比擬的.
隨著技術以及市場發展的需求變更，PC/104出現了局限性的問題。比如說，傳統嵌入式設備仍需使用ISA或PCI的擴展方式來搭配PC/104的I/O模塊，但主流新平臺芯片組的發展規格漸漸對ISA甚至PCI總線的支持將有所限制，對項目未來的使用帶來諸多不便!
MI/O Extension 單板電腦的設計特點之一是具有一個標準定義的高速擴展連接器 --- MIOe，在其中整合了多種不同的擴展總線信號。這些信號是結合研華多年來嵌入式設計經驗，最大化整合客戶對擴展接口的需求。另外一方面也考慮各芯片組廠商對未來規劃及業界技術的趨勢，包含有Display Port, 4路PCIe x 1, LPC, SMBus, USB, Audio Line out及Power。通過這些接口，可靈活搭配不同功能的IC芯片，靈活擴展出各式不同的I/O功能。而且，擴展模塊不需進行單獨的電源設計，電源可直接由MI/O主板的擴展接口引出。對設計者來講，僅為I/O考慮的模塊化設計，不需進行復雜的電源電路設計，可以很大程度的減少設計復雜性，并減少擴展板線路開發時間及成本，增強產品的市場競爭力。研華也可以提供各式不同功能種類的標準I/O擴展模塊供設計者配合MI/O主板直接使用。
2. MIOe 連接器，比PC/104連接器的彈性大，高度有5mm~25mm 等多種高度可選，客戶可以根據項目設備的需求選擇合適高度的連接器。
3. MIOe可以讓客戶更專注于自身技術領域的開發
MI/O Extension全新的架構，可將客戶端資源集中在I/O模塊設計及自行AP開發的階段，不用再身陷整合復雜系統的種種問題中，并可保有產業優勢，將整體人力及成本有效化運用最大化!研華各事業群的多個產品線中均已導入MI/O Extension嵌入式主板，作為各式各樣不同應用領域系統內的核心主板，包含有嵌入式無風扇整機、HMI、Panel PC、digital Signage數字廣告牌、ODM等等，MI/O Extension單板計算機已然成為研華集團內的標準!
研華MI/O Extension嵌入式主板不單單為客戶提供主板，也為客戶提供開發驗證底板、標準擴展模塊以及整機快速整合組件，并結合研華專屬的iManager智能控制及云端控制服務等，帶給客戶最適合系統整合的單板計算機及整合型服務，為客戶帶來更多的新價值!
2.5 寸 MIO-Ultra超小尺寸主板，定會占據掉至少30%的PC/104主板市場, 將來有可能會高達70%
陳志勝 研華嵌入式運算核心事業群 嵌入式系統產品機構經理
簡介：熟悉 嵌入式單板計算機 及 嵌入式系統整合。負責產品有： ARK 無風扇高階系統、Digital Signage 多顯高階平臺- COM SOM全系列單板開發及散熱模塊設計、 MIOe Module 擴充模塊。
1. 2.5 寸 MIO-Ultra超小尺寸主板與PC/104主板比較, 體積更小，擴展更靈活
最大長度(mm)最大寬度(mm)最大面積(mm2)與PC/104相比
PC/10495.090.28650---
2.5 寸 MIO-Ultra100727200面積減少20%
2.PC/104主板與2.5 寸 MIO-Ultra主板裝配方式對比, 更加簡單, 配線更少
PC/104 裝配：
1. 對外訊號線都需由配線的方式引出
2. 針腳插槽拆裝擴展困難
2.5 寸 MIO-Ultra 裝配：
1. 主板邊緣具有直接可用的I/O接口： LAN、USBx2、VGA、DC-in DC-12V
2. 只有COM、SATA、Audio 等訊號需要配線引出
3. 具有MIOe 彈性I/O擴展接口
采用MIO-2260 的超小 嵌入式整機
2.5寸MI/O-Ultra的性價比優于PC/104主板
考慮到需要符合嚴苛環境的使用要求，在PC/104的機構、電路圖設計及選用的連接器都作了眾多高等級設計的考量，讓此平臺的相關產品價格偏高，使產品的使用性價比不斷的降低。
3.5寸MIO-Compact 主板可以更大程度上替代傳統的3.5寸嵌入式主板
游弋 研華嵌入式運算核心事業群 MIO產品經理
簡介：電子工程專業畢業，現主要負責研華嵌入式單板電腦在中國區域的推廣、銷售工作，對嵌入式系統有著較豐富的推廣經驗，重點致力于數控、醫療、軌道交通、通訊設備等行業應用的研究，為客戶提供更合理更經濟的嵌入式解決方案。
嵌入式3.5寸主板是研華在業界率先提出的標準規格，支持PC/104總線的擴展，但尺寸比標準的PC/104主板更大，I/O接口的數量更豐富，并增加了主板海岸線I/O接口。由于該產品標準具有系統容易組合，配線比PC/104主板更少等特點，因而很快該標準被各大嵌入式廠商所采用，并很快成為了國際流行的嵌入式主板標準。
過去嵌入式單板電腦的設計，可能存在散熱不易解決、系統不易整合或是I/O接口無法彈性增加等問題。研華的MI/O Extension嵌入式單板電腦解決了這些問題。它既可以當作單板單獨使用，當客戶系統功能需要增加變化時，也能搭配可靈活變動的I/O擴展底板，滿足不同市場和行業的使用需求。針對需要自行設計I/O擴展底板的客戶，研華可以提供完整設計參考文件供客戶參考，協助客戶以更快的速度、更精簡的成本、更低的設計難度規劃出適用的模塊。
1. 3.5寸MIO-Compact具有MIOe的擴展方式，比傳統3.5寸主板擴展性更好。
3.5寸MIO-Compact主板在傳統的3.5寸嵌入式單板的基礎上，保留了配線少易整合等優勢，并針對以往客戶使用時遇見的擴展和散熱的問題做了優化。首先，將傳統的PC/104擴展方式改為MIOe擴展，由于MIOe接口中包含了PCIex1、Displayport等更高速的擴展總線，能確保客戶在使用時通過MIOe可以擴展出更多豐富的I/O功能，比如：SATA、Giga LAN等高速接口。而傳統的3.5”主板中只具備ISA以及PCI總線，與MIOe相比擴展的靈活度就大大減小了。
2.3.5寸MIO-Compact主板比傳統的3.5寸主板的散熱設計更合理， 系統設計更簡單，配線更少。
MI/O-Compact散熱部分的設計在之前的3.5”主板上做了很大程度的改良。3.5寸MIO-Compact嵌入式主板將CPU、芯片組、內存、電源及主動IC等發熱較大的元器件都放置在主板的正面，并最大程度增大了散熱片的覆蓋面積，保證以上發熱大的元器件的熱量能夠有效穩定的導出。主板的mini-pcie插槽、CF卡卡槽等擴展接口都設計在主板背面，方便客戶系統機構的設計。 MI/O Extension的主板還配備了多種的散熱方案，除了常用的標準散熱鰭片之外，研華也能為設計者提供機構散熱的解決方案，通過熱傳導片可以將主板的熱量導到機箱外殼上散熱，非常適用于小尺寸緊湊型設備的散熱設計。對于需要自行設計散熱系統的客戶，研華除了提供相關設計文檔之外，也提供散熱模擬等協助設計服務。
隨著MIOe總線的規范成為國際通用規范標準，
未來PC/104總線產品應用空間肯定會越來越小。
劉向海 研華嵌入式運算核心事業群 華北區業務經理
簡介：2001年加入研華科技，從應用技術工程師到業務工程師和業務經理，在嵌入式領域從業10余年，對嵌入式技術和市場有豐富的經驗，目前負責研華科技嵌入式核心運算事業群華北區市場。
PC/104總線在過去相當長的一段時間內因其體積小，穩定性高，支持與ISA完全兼容的PC/104總線等特性一直保持著在行業中的優勢，同時具備與PCI總線兼容的PCI-104和PC/104 Plus總線方式更加強了使用者對PC/104的青睞。如今市場的快速發展逐漸淡化了PC/104得天獨厚的優勢，產品的部分局限性漸漸讓設計者變得苦惱不已。首先，CPU性能和總線性能要求提升。一部分客戶需要具有更高性能視頻處理能力，而以往方案中只能使用PC/104
或者PCI-104擴展視頻卡或者顯卡，帶寬最多達到32bit。此時PC/104主板CPU性能以及其PCI總線帶寬的限制就很難滿足設計要求，需要通過具備更高帶寬的總線擴展。其次，客戶要求設備支持較多的I/O接口時，PC/104的結構設計以及I/O的擴展能力方面也往往表現的差強人意。舉個例子，有時客戶需要嵌入式主板支持CAN接口
或者較多串口，如通過使用PC/104擴展板方式實現，所有的I/O 接口都需要通過配線的方式引出并固定到機殼上。當一層擴展板的I/O不足時，甚至需要同時擴展兩層，內部空間會顯得非常的雜亂，組裝維護也極其不便。同時因結構設計復雜，散熱也會使產品面臨諸多的問題。
怎樣在保證設備緊湊性的同時，又可以滿足客戶對設備處理性能的要求，在保證無風扇散熱設計需求的同時，又可以滿足產品少量多樣的彈性客制化需求?是否有比PC/104更合適的方案呢?
研華憑借多年在各嵌入式行業應用的經驗，創新性的提出了I/O接口可以彈性擴展的嵌入式核心平臺 --- MI/O Extension嵌入式解決方案。MI/O Extension是英文Multiple I/O extension的縮寫，是一種支持多種總線及I/O接口擴展的嵌入式單板電腦。從銷售端來看，MI/O因具備了比PC/104更加豐富的擴展總線接口，為客戶項目帶來了更具有競爭力的方案。
PC/104堆棧式的擴展以及穩定可靠的連接方式，在電力行業的嵌入式設備當中被廣泛采用。我曾經碰到一個客戶做變電站中的監控設備。多年前采用的研華PC/104主板，因客戶設備升級，需要將項目中千兆網口的數量需求擴展到4個。由于以前就是選用PC/104的方案，為了保持機構統一，就在現有PC/104產品中選擇合適的替代方案。但客戶要求必須為千兆網口，目前產品只含有ISA和PCI的總線，很難滿足客戶需要除了主板上之外的2個千兆網口。而MI/O-Ultra系列的主板，在擴展板上通過MIOe接口中3路PCIex1的總線搭配了網絡芯片，引出了3個千兆網口，很好的滿足了客戶的要求。
有許多客戶問到MIO主板與PC/104相比較價格問題，我認為對于相同CPU平臺的MIO主板和PC/104主板價格應該相當。MIO方案優勢不在價格，而是在于更靈活彈性的擴展方式。我個人認為PC/104有其獨特的技術優勢，成熟穩定的技術，通過的國際規范，未來在CPU處理能力要求不高但是穩定性要求很好的嵌入式應用平臺上，PC/104還是會有很大的市場;而MIO主板的推出，靈活擴展特性，對于標準嵌入式單板電腦會有很大的沖擊，在未來肯定會取代部分傳統的小尺寸單板主板的市場。隨著Intel 對ISA總線的支持減少，隨著MIOe總線的規范成為國際通用規范標準，未來PC/104總線產品的應用空間肯定會越小。
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關于嵌入式核心服務
研華嵌入式核心服務提供以設計為導向的整合服務，這些高效率的解決方案整合嵌入式板卡、周邊模塊及軟件，研華相信專注于嵌入式設計服務，可在設計開發階段就完成電子工程的相關需求，并縮短設計與整合的周期、大幅降低產品開發的不確定性與風險，加快產品上市時間。www.advantech.tw/EmbCore