因应现在工业控制及特种应用对多接口、软件加密、系统介质的应用要求,特别是6个或以上的串口、CAN总线、多功能模块内置接入和应用软件加密等需求,智慧星Intel D525嵌入式工控主板应运而生。下面我们对该主板的几大特色进行分析,以便向客户提供更多的应用解决方案。
一、多功能模块内置接入的完美解决方案——原生3个MINIPCI-E
ZHX-D525原生带有1个全长式MINIPCI-E,2个半长式MINIPCI-E,其中一个半长式MINIPCI-E已连接SIM读卡器(以便支持3G模块接入)。
基于这3个MINIPCI-E接口,ZHX-D525可同时支持内置接入高清1080P硬解压模块、无线网卡(WIFI)模块、3G网卡模块、移动电视模块以及其他一 些多功能扩展模块。
在家用及消费类领域,我们看到更多的是USB接口的多功能模块,如USB接口的WIFI模块、3G模块、移动电视模块等,但在工业及特殊应用领域,USB接口的产品是不可靠的接口,所以应尽量避免使用:
1. USB产品一般都是外插在主机的USB接口上,这样容易出现物理松脱现象,导致数据传输中断或不稳定;在一些特殊环境或公众场合容易被盗,导致数据丢失,甚至产生数据泄密的安全隐患。
2. USB数据传输的方式也决定了USB数据传输容易受环境因数影响(如:电磁波干扰、电压不稳等),长期使用会容易产生数据中断或不稳定的状况,所以USB接口的设备只适用于临时的数据交换使用,特别在家用及消费类领域,即使数据发生错误,也是允许的,所以得到广泛应用。
在工业及特殊应用环境中,扩展的多功能模块一般要求使用内置模块,这样就要求主板上应该配有多个MINIPCI-E插槽,以便用户同时内置WIFI、3G网卡、高清解压卡、电视卡等的设备。例如:车载终端就要扩展3G/GPRS模块、GPS模块、WIFI模块;多媒体信息发布终端要扩展3G模块、WIFI模块等,至少需要2个以上的扩展模块,如果只有一个MINIPCI-E明显不足够的。
二、廉价而安全的软件加密解决方案——主板BIOS加密技术
现在比较流行的软件加密方式是通过PCI加密卡对软件进行加密,其原理是:通过主板的PCI插槽接入一块PCI加密卡,在加密卡上进行单独的数据运算,把结果通过PCI插槽发送给主板。由于加密卡是独立运算的,需要破解比较复杂,因而被视为安全级别比较高的加密方式,但是这种加密方式的缺点也非常明显,需要增加PCI解密卡,成本较高。
主板BIOS加密技术是通过在主板BIOS上划分出一个地址段,加入一段随机动态的密码,或者通过这个地址段读取主板上芯片的code码进行唯一的绑定,组成主板BIOS上唯一的密匙,让系统启动时进行匹配校验。这种技术可以应用在系统和主板的绑定,也可以应用于应用软件的加密:
1. 由于主板启动时先扫描主板BIOS,也就是说先扫描BIOS加密段,如果密码或密匙不匹配,系统则无法启动的。主板code码只有生产该芯片生产厂商知道,这种加密方式很难被破解。
2. 由于主板BIOS预留了地址段,也可以把应用软件的加密算法写入。当应用软件启动时,BIOS内的加密算法也同时启动,并把结果输出到指定位置,与应用软件的加密结果作比较,确保软件使用的合法性。
主板BIOS加密技术相比较PCI卡加密,是要将主板与软件捆绑进行加密,但无需额外增加成本,只需主板BIOS带有加密功能就可以了,ZHX-D525主板正是具有这个技术特色。
三. CAN总线的通用解决方案——SJA1000
SJA1000是一种独立的CAN控制器,主要用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制。它是Philips半导体公司PCA82C200 CAN 控制器(BasicCAN)的替代产品,因而它可以兼容CAN的标准协议,得到业界的广泛应用。
而且它增加了一种新的操作模式——PeliCAN,这种模式支持具有很多新特性的CAN 2.0B协议。相比较其他CAN控制器而言,SJA1000不但兼容CAN的标准协议,而且为CAN今后的应用打下了坚实的基础。换句话来说,其他大部分的CAN控制器的控制程序是固定的,不可编程的,而SJA1000是可根据实际应用进行编程控制,让CAN的应用效率大大提高,更适合使用者的需求,具有无限的生命力和应用前景。
ZHX-D525正是基于SJA1000的应用前景,首次把SJA1000内嵌在主板上。
四、性价比最优的系统启动介质解决方案——TF卡启动技术
1. TF作为系统启动盘的应用需求
工控行业普遍使用CF卡作为启动盘,大部分嵌入式的工控应用,系统容量不大,且很多时候需要内嵌一个专用的操作系统,这样一来在很多嵌入式工控主板上都带有CF卡插槽,其优势是抗震性能好、稳定性强,成本比硬盘更低。但随着TF卡的快速发展和普及,TF卡速度更快、成本更低、体积更小(相对CF卡而言)等特点,受到越来越多的工控用户欢迎。从而也导致了越来越多的用户提出使用TF卡作为系统启动盘的要求。但现有的主板一般不带TF插槽,即使部分带有TF槽的主板,其用法只能作为数据存储盘使用(即不能作为C:盘使用),因为这类主板的TF槽走得是USB通道,而ZHX-D525的TF槽走的是IDE通道(成本比USB通道要高,因为需要增加控制芯片线路)。
2. TF卡作为系统启动盘的优势
TF卡速度快、刷写次数多
现在的TF卡从classs1——class6 分为6个级别,其中60倍速以上的卡是高速卡,有的TF甚至可达到150倍速。TF卡一般可以有10万次的刷写寿命。
TF卡性价比高
TF卡优点是价格低廉,性价比高,缺点是存储容量较小。但近年来TF卡的迅速发展,存储容量有很大的提高,市场上已有16G、32G等大容量的TF卡。
TF卡使用IDE模式传输
ZHX-D525的TF卡采用走IDE通道的设计方案,不占用SATA通道,且完全支持作为系统盘使用的模式
TF卡体积小
TF卡体积小,占用主板位置小,可缩小整块主板的体积。同时因为其体积小,系统开发商可将其开发的专用系统内嵌在主板上,与主板的加密模式结合为一个完全一体的应用系统,更好地保护您开发的知识产权