吳　蔚

一直以來(lái)，工業(yè)計(jì)算機(jī)并不為人所熟悉，但其實(shí)工業(yè)計(jì)算機(jī)早已滲入日常生活中。近些年來(lái)，工業(yè)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展，在應(yīng)用面的迅速拓展下，呈現(xiàn)一片欣欣向榮的景象。工業(yè)計(jì)算機(jī)成為信息化和工業(yè)化融合的重要結(jié)合點(diǎn)，是發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)。工業(yè)計(jì)算機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。由于工業(yè)計(jì)算機(jī)抗惡劣環(huán)境的能力與高可靠性，被廣泛應(yīng)用在交通、石化、鐵路、電力、安防、通信、環(huán)保、醫(yī)療、金融、紡織、化工等行業(yè)。工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的升級(jí)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展作用日益顯現(xiàn)。

“傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量、控制和管理的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為工業(yè)計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)和過(guò)程輸入、輸出通道。但今天的工業(yè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)過(guò)程控制。目前，工業(yè)計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防領(lǐng)域?！毖邢橹悄芄煞萦邢薰究偨?jīng)理孫偉如此說(shuō)道。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如現(xiàn)在中石油、中石化每個(gè)加油站里面控制油路和收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)備，地鐵的售票系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)，都用到了工業(yè)計(jì)算機(jī)。

改革開(kāi)放30年來(lái)，工業(yè)計(jì)算機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化、信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)防建設(shè)的發(fā)展中起到了一定的作用，促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。隨著國(guó)家4萬(wàn)億元的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃和十大產(chǎn)業(yè)振興綱要的出臺(tái)，在我國(guó)新工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，工業(yè)計(jì)算機(jī)作為核心控制平臺(tái)必將發(fā)揮更大的作用。

為了促進(jìn)工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，中國(guó)計(jì)算機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)工業(yè)計(jì)算機(jī)分會(huì)（PICMG/P.R.C）于4月2日在深圳召開(kāi)“2009中國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)年會(huì)”，在本次會(huì)議上，多家計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠商、通信設(shè)備制造商介紹了當(dāng)前工業(yè)計(jì)算機(jī)及其總線的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

面向市場(chǎng)，應(yīng)用多樣化

“中國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了上世紀(jì)80年代的第一代STD總線工控機(jī)，90年代的第二代IPC工控機(jī)，現(xiàn)在進(jìn)入了第三代CompactPCI總線工控機(jī)時(shí)期?！?研祥副總裁孫偉如此說(shuō)道。在此發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了多元化，尤其是隨著3G業(yè)務(wù)的推廣，工業(yè)計(jì)算機(jī)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

隨著3G業(yè)務(wù)的推出，電信運(yùn)營(yíng)商更加關(guān)注網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)靈活性、可擴(kuò)展性以及業(yè)務(wù)穩(wěn)定性等方面。因此，電信運(yùn)營(yíng)商在選擇電信產(chǎn)品和電信平臺(tái)時(shí)，已經(jīng)越發(fā)關(guān)注以上這些性能，ATCA（標(biāo)準(zhǔn)即先進(jìn)的電信計(jì)算平臺(tái)）也由此進(jìn)入運(yùn)營(yíng)商的選擇范圍，并在新一輪電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中擔(dān)當(dāng)重任。

當(dāng)今的電信級(jí)設(shè)備，從核心路由器到GPON接入設(shè)備等，都要求線卡容量達(dá)到40G甚至更高。這一趨勢(shì)不僅來(lái)自于線卡處理技術(shù)的提高，而且也是由“提高密度、降低平均成本、降低能耗、節(jié)約空間”等趨勢(shì)決定的。ATCA電信計(jì)算平臺(tái)可為電信應(yīng)用搭建一個(gè)能夠完美支撐各種電信業(yè)務(wù)的綜合開(kāi)放式信息通信平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)之上可以整合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、業(yè)務(wù)服務(wù)等各種差異化的應(yīng)用。

在本次年會(huì)上，華為技術(shù)公司中央研發(fā)部劉華偉在談到ATCA平臺(tái)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)時(shí)提到：“ATCA平臺(tái)具有較好的可用性和可靠性，同時(shí)還具有標(biāo)準(zhǔn)的硬件架構(gòu)和開(kāi)放的軟件架構(gòu)，其星型交換結(jié)構(gòu)使得基于交換互聯(lián)的松耦合系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)。”

除了在電信領(lǐng)域的應(yīng)用之外，在數(shù)據(jù)通信方面，ATCA平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)化也取得了不錯(cuò)的成果。北京邁普通信技術(shù)有限公司借助ATCA平臺(tái)在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化方面推出了自己的成果。在2007年，北京邁普推出了全球第一臺(tái)基于ATCA架構(gòu)的多核路由器MP7500。目前，有超過(guò)300臺(tái)MP7500在18個(gè)省農(nóng)行應(yīng)用，每天轉(zhuǎn)發(fā)超過(guò)100萬(wàn)筆、1000億元的資金往來(lái)業(yè)務(wù)。

不僅僅在電信和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，來(lái)自高能物理研究所的劉振安教授介紹了ATCA平臺(tái)在電子對(duì)撞機(jī)試驗(yàn)中的應(yīng)用情況。目前，在核物理和高能物理試驗(yàn)中其在信號(hào)處理和數(shù)據(jù)的讀出過(guò)程中發(fā)揮著巨大的作用。

技術(shù)升級(jí)推動(dòng)低成本

盡管ATCA平臺(tái)在電信領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)，但有些缺陷仍待解決。劉華偉介紹道， ATCA平臺(tái)的集成度有待提升，ZD連接器的速率和出線密度也不是很高，系統(tǒng)的散熱能力也不是很好，這些問(wèn)題有待在今后的應(yīng)用中進(jìn)一步提升。

而在ATCA平臺(tái)之后提出的MicroTCA是基于ATCA和AMC結(jié)構(gòu)的、面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)低成本應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。MicroTCA解決方案實(shí)現(xiàn)了更高的性能、更低的成本、體積更小、擴(kuò)展更容易、配置更靈活、系統(tǒng)可管理且更可靠，這些優(yōu)勢(shì)使其跨越了電信領(lǐng)域，引起了諸多企業(yè)用戶的關(guān)注。2009年P(guān)ICMG將發(fā)布MicroTCA加固標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)將MicroTCA的應(yīng)用領(lǐng)域再次拓展。MicroTCA平臺(tái)幾乎可以應(yīng)用于所有的工業(yè)領(lǐng)域，包括生產(chǎn)自動(dòng)化、國(guó)防、汽車、通信、醫(yī)療及航天航空，其解決方案和服務(wù)市場(chǎng)將覆蓋全球。目前，研祥已制造出了MicroTCA雙冗余信號(hào)處理機(jī)。正是因?yàn)樵诔杀疽约凹嫒菪缘确矫婢哂袃?yōu)勢(shì)，MTCA市場(chǎng)的發(fā)展前景被寄予厚望。

積極創(chuàng)新，提升可靠性

盡管目前進(jìn)入了第三代CompactPCI總線工控機(jī)時(shí)代，但I(xiàn)PC工控機(jī)仍以其良好的兼容性、大規(guī)模低成本的硬件和豐富的軟件資源，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。但隨著應(yīng)用的廣泛，也暴露出一些缺點(diǎn)：IPC工控機(jī)的金手指在多塵、潮濕、振動(dòng)的環(huán)境下，連接處易堵塞或氧化而接觸不良使工控機(jī)產(chǎn)生故障，這一缺陷在交通、石化、紡織、化工等多塵、振動(dòng)、潮濕、鹽霧等環(huán)境中尤為突出。為了解決上述問(wèn)題，有必要發(fā)展一種新的技術(shù)對(duì)IPC工控機(jī)進(jìn)行改良，從而增強(qiáng)工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性，使目前全球整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制的可靠性和穩(wěn)定性水平得到大幅度提高。

研祥集團(tuán)目前研發(fā)出的加固型的PCI/ISA工業(yè)總線EPI在一定程度上解決了這些問(wèn)題。該總線采用針孔式板卡結(jié)構(gòu)及96-pin和120-pin兩種DIN41612歐式連接器代替金手指的連接方式，極大地克服了工業(yè)傳統(tǒng)金手指全長(zhǎng)卡抗氧化、抗震功能不好的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了連接方式的可靠性。同時(shí)在底板上設(shè)置有多組針孔式插槽，可以插入多個(gè)功能板，從而擴(kuò)展了整個(gè)工控平臺(tái)的功能。