嵌入式主板是專為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)主板。它與我們常見的臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦主板有著顯著的區(qū)別，核心在于它不是為了通用計(jì)算，而是為了執(zhí)行特定任務(wù)而設(shè)計(jì)、集成到更大的設(shè)備或系統(tǒng)中。

以下是嵌入式主板的關(guān)鍵特點(diǎn)和信息：

1.核心定義與目的：

專用性：設(shè)計(jì)用于執(zhí)行特定功能（如控制、監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、通信），而不是運(yùn)行通用操作系統(tǒng)（如Windows）進(jìn)行各種軟件應(yīng)用。

集成性：通常作為最終產(chǎn)品（如工業(yè)機(jī)器、醫(yī)療設(shè)備、車載信息娛樂系統(tǒng)、智能家居網(wǎng)關(guān)、POS機(jī)、數(shù)字標(biāo)牌、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）內(nèi)部的一個(gè)組件。

可靠性&穩(wěn)定性：需要在各種環(huán)境（高溫、低溫、潮濕、震動(dòng)、粉塵、長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行）下穩(wěn)定可靠地工作。

低功耗：通常對(duì)功耗有嚴(yán)格要求，特別是對(duì)于便攜式或電池供電設(shè)備。

小型化&緊湊化：尺寸和形狀多樣（從郵票大小到Mini-ITX大小），以適應(yīng)狹小的空間限制。

2.主要特點(diǎn)：

處理器架構(gòu)多樣化：

ARM:占據(jù)絕對(duì)主流（如Cortex-A,Cortex-R,Cortex-M系列），因其高性能、低功耗和豐富的生態(tài)系統(tǒng)（樹莓派核心就是ARM）。

x86:英特爾Atom,Celeron,Pentium,Corei系列；AMDRyzenEmbedded,G系列等。在需要更高性能、x86軟件兼容性或特定Windows應(yīng)用的場(chǎng)景常見。

RISC-V:新興的開源指令集架構(gòu)，增長(zhǎng)迅速。

PowerPC/MIPS:在特定傳統(tǒng)或?qū)Ｓ蓄I(lǐng)域仍有應(yīng)用，但份額縮小。

高度集成：處理器、內(nèi)存（通常是板貼）、存儲(chǔ)接口（eMMC,SD,SATA）、基本I/O（USB,Ethernet,Serial）通常都集成在主板上。集成顯卡/視頻輸出（HDMI,DP,LVDS,eDP）也很常見。

豐富的I/O和擴(kuò)展接口：

除標(biāo)準(zhǔn)接口外，通常提供嵌入式領(lǐng)域?qū)Ｓ媒涌冢?/strong>

GPIO：通用輸入輸出，用于控制開關(guān)、讀取傳感器等。

串行接口：UART,RS-232/422/485（工業(yè)通信）。

現(xiàn)場(chǎng)總線：CAN,CANFD（汽車、工業(yè)控制）。

工業(yè)以太網(wǎng)：PROFINET,EtherCAT,EtherNet/IP等（工業(yè)自動(dòng)化）。

特定接口：I2C,SPI,PCIe,SMBus,ADC/DAC等。

擴(kuò)展方式：PC/104,PCI/PCIeMiniCard,M.2（KeyB/M/E）,SIM卡槽、板對(duì)板連接器等。

寬溫支持：許多工業(yè)級(jí)嵌入式主板能在-40°C到+85°C甚至更寬的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

長(zhǎng)生命周期：制造商通常會(huì)承諾較長(zhǎng)的供貨周期（如5-10年甚至更長(zhǎng)），這對(duì)于工業(yè)、醫(yī)療等需要長(zhǎng)期維護(hù)和備件的領(lǐng)域至關(guān)重要。

無風(fēng)扇或低噪音設(shè)計(jì)：通過散熱片、優(yōu)化布局或被動(dòng)散熱實(shí)現(xiàn)，提高可靠性并適應(yīng)安靜環(huán)境。

定制化潛力：廠商常提供定制服務(wù)（裁剪功能、修改接口、調(diào)整尺寸、特定認(rèn)證等），滿足特定項(xiàng)目需求。

3.常見形態(tài)規(guī)格：

核心板/系統(tǒng)模塊：最緊湊的形式（如NXPi.MX,TISitara的SOM；樹莓派ComputeModule,NVIDIAJetson）。包含CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、基礎(chǔ)電源管理，通過高密度連接器（如MXM,SO-DIMM樣式）連接到載板。載板提供具體I/O和擴(kuò)展。極大方便了開發(fā)和快速產(chǎn)品化。

小型化標(biāo)準(zhǔn)板型：

PC/104,PC/104-Plus,PCI/104,PCIe/104：堆疊式標(biāo)準(zhǔn)，歷史悠久，用于堅(jiān)固環(huán)境。

Mini-ITX(170x170mm)：最常見的嵌入式標(biāo)準(zhǔn)板型之一，兼容性強(qiáng)，擴(kuò)展性好。

Nano-ITX(120x120mm),Pico-ITX(100x72mm)：更小巧。

3.5"SBC(146x102mm),5.25"SBC(203x146mm)：以英寸命名，尺寸固定。

Qseven(70x70mm),SMARC(82x80mm)：基于MXM/SO-DIMM連接器的核心板標(biāo)準(zhǔn)。

專有板型：廠商根據(jù)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的獨(dú)特形狀和尺寸。

4.主要應(yīng)用領(lǐng)域：

工業(yè)自動(dòng)化與控制：PLC,HMI,機(jī)器視覺,機(jī)器人控制,數(shù)據(jù)采集(SCADA),測(cè)試測(cè)量設(shè)備。

醫(yī)療設(shè)備：監(jiān)護(hù)儀,影像設(shè)備,診斷設(shè)備,便攜式醫(yī)療終端。

交通運(yùn)輸：車載信息娛樂系統(tǒng),行車記錄儀,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng),車隊(duì)管理,軌道交通控制。

網(wǎng)絡(luò)通信：路由器,交換機(jī),防火墻,5G小基站,網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn),智能傳感器集線器。

數(shù)字標(biāo)牌與信息發(fā)布：廣告機(jī),交互式信息亭,大屏幕控制器。

零售與餐飲：POS終端,自助結(jié)賬機(jī),Kiosk。

安防監(jiān)控：NVR,DVR,門禁控制系統(tǒng),智能攝像頭。

軍工與航空航天：堅(jiān)固型設(shè)備,航電系統(tǒng)。

消費(fèi)電子：智能家居中樞,高端家電控制板,游戲街機(jī)。

5.選擇嵌入式主板的關(guān)鍵考慮因素：

性能需求：CPU算力、GPU能力（是否需要圖形加速/顯示）、內(nèi)存大小、存儲(chǔ)容量和速度。

功耗限制：供電方式（AC/DC,PoE,電池）、散熱設(shè)計(jì)（有無風(fēng)扇、散熱片）。

環(huán)境要求：工作溫度范圍、濕度、防塵防水等級(jí)、抗震抗沖擊要求。

I/O接口要求：所需接口的類型、數(shù)量（USB,Ethernet,Serial,GPIO,視頻輸出,專用總線等）。

擴(kuò)展需求：是否需要PCIe插槽、MiniPCIe/M.2插槽、或其他擴(kuò)展方式。

尺寸與外形：設(shè)備內(nèi)部空間限制。

操作系統(tǒng)支持：需要運(yùn)行什么系統(tǒng)（Linux發(fā)行版-Yocto,Ubuntu,Debian;WindowsIoT;Android;VxWorks,QNX等RTOS）。

軟件開發(fā)支持：BSP質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)支持、文檔、開發(fā)工具鏈、社區(qū)/技術(shù)支持。

生命周期與供應(yīng)保障：產(chǎn)品預(yù)計(jì)上市時(shí)間和維護(hù)周期。

成本：包括主板本身、開發(fā)成本、集成成本。

認(rèn)證要求：行業(yè)特定認(rèn)證（如工業(yè)EMC、醫(yī)療、汽車、軍工）。