主题：【原创】话说军规 / 工规与商规电脑的差异 -- 四月一日

【补充】关于工商混用的电脑系统设计, 兼回晨枫兄与林小筑兄

上次记得晨枫兄提了一段, 到现在才补上包子, 甚歉.

关于林小筑兄所说的火星用电脑的问题, 基本上属于巨系统, 系统与次系统间环环相扣的设计问题. 记得哈伯天文望远镜用的是 Intel 80286, 不是什么超高档货, 但一样可以用到哈伯除役. 关键在于如果电脑系统外部的巨系统拥有可循环或长效型能源产生机, 能够长期保持电脑所在的环境类似室内环境 (一般标准是 25 度 C), 那么设计关键就不在电脑系统本身, 而是巨系统的内部环境上. 也就是说, 把次系统不易克服的问题, 丢给巨系统去做克服, 这个 solution 可能比专注于开发一个难得一踏胡涂的子系统还来得经济实惠. 不过次系统本身还是有它该注意的地方, 如飞机或潜舰由于是电脑与人员共存, 能让人生存的环境温湿度对电脑来说没什么大问题, 关键不在宽温工作, 要注意的是其它方面, 如潜舰用电脑不能因为挨上一颗鱼雷的震动就挂了, 空中预警机用电脑也不能因为气流巅一下或是旁边落下一道雷就不工作. 推而广之, 就涉于晨枫兄提到的工商混用的问题了. (你们两个是约好的吗? 呵呵.)

工商混用是个现实问题, 因为纯工规组件实在很难取得, 而且在巨系统 / 系统 / 子系统一环扣一环的情况下也非必要, 比如说在宽温工作上, 即便使用商用机芯片, 如果系统本身能够恒温或调适温度, 如前面说的环境过冷时的增温, 或环境过热时先行制冷再开机, 那么也不一定有必要要求所有的组件都使用工规的. 以实例来说, CPU, 主芯片等的在 Intel Pentium 133 还有工规的, 以后就没有了. Flash 有工规的, 但 EDO 以后的 SDRAM 就只有商规. HDD 根本就没有工规, 代用品 Flash Disk 高容量的十分昂贵 (不过也有人用), 也有效能限制 (以前最高是 PIO Mode 4, 后来有模拟 UltraDMA 或 SCSI 的.) 其它零件 R, C, L 等的工规不难做到, 主要限制还是在 IC, 特别是一些 I/F 的如 SIO, Ethernet, Audio 这些, 市面上只找得到商规的. 对于 IC 的限制一般还是追随现有的为主, 要重新开发相同功能的 IC, 即使是给了大笔的 NRE, 一般厂商还是不肯干. (有实例是给了 NRE, 开了 Mask, 投一次 wafer 后封装完就结案, 再也没单了.) 对于整系统方案的选择来说, 针对所使用的 IC 都来搞这么一趟所需要的投资金额, 还不如好好花精神研究系统克服方案来得好, 适用到其它应用的泛用性也高.

工业环境或户外用电脑与用于室内用好好的摆在桌上的商用电脑相比, 即使温度是可控的, 避震性还是一个关键. 如对于车载式系统来说, 最好 CPU, DRAM 等的都应该是贴片处理, 用插槽扣住多少会有震脱的风险, 特别是车载系统必需面对路面颠簸所产生的高频震动. 另外车体曝晒在太阳下的车内温度相当高, 停在雪地的温度又相当低, 即使 Operating Temperature 可以比照商规的 0 ~ 70 度 C, 可 Storage Temperature 必须是高于商规的 -20 ~ 85 度 C 而达工规的 -45 ~ 100 度 C.

至于 OS 就有趣了. 仪器设备类泛用的 OS 是如 VxWorks, QNX 之类的 OS, DOS 也很常用, 但 Windows 就不怎么理想了, Embedded NT 有人用, 但 M$ 停产了. 现在的 XP Embedded 容量太大, 这对于使用 flash 为存放 OS / Drive / AP 做为稳定考虑的工业电脑来说是个负担.

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