ARM(Advanced RISC Machines)既可以理解為(wei) 一個(ge) 公司的名字,也可以理解為(wei) 一類微處理器,也可以理解為(wei) 技術名稱,我們(men) 通常所說的 ARM指的是采用ARM技術知識產(chan) 權(IP)核的微處理器,在國際上,以其極大的優(you) 勢,遍及工業(ye) 控製、消費類電子產(chan) 品、通信係統、網絡係統、無線係統等各類產(chan) 品市場;在國內(nei) ,對ARM係統的工業(ye) 應用也有數十家,然而對ARM係統應用資曆較深,硬件較為(wei) 穩定的廠家則不多,較多的情況是在具有一定的51係列單片機硬件的基礎上,隻是將處理器換作ARM處理器,稍作改動即可,這樣根本沒有發揮ARM處理的其獨有的優(you) 勢功能。這樣表麵上看,也是采用的ARM係統,然而,性能卻和單片機無異。
在切割機行業(ye) 中,國內(nei) 諸多切割控製係統的主板,通常有三種:①單片機(51係列,AVR等係列);②ARM係列;③X86係列(既工控主板)。單片機係統,對於(yu) 簡單的控製甚為(wei) 方便,然而對於(yu) 切割控製係統來說顯然力不從(cong) 心,無論是從(cong) 速度,支持的外設,存儲(chu) 等方麵都無法滿足要求;X86係列的工控機在價(jia) 格、散熱、機械穩定性能上,或受病毒幹擾等原因,對於(yu) 有數據安全性要求的實時嵌入式係統來說,都不是理想的配置,為(wei) 了便於(yu) 理解,這裏做一些比較。
一. ARM主板和單片機主板比較
我們(men) 通常所說的單片機主板指的是51係列、AVR係列等其他的控製和指令相對簡單的控製係統,因其尋址能力、內(nei) 存、I/O口數、運行速度、指令模式,、網絡、聲音、圖像處理,外設配套繁多等固有的缺點,決(jue) 定了其隻能應用在相對簡單控製領域。在國內(nei) ,做的比較成熟的是簡單計數器,單軸控製係統,遙控器,電子鎖,LED霓虹燈顯示等等簡單控製行業(ye) ,然而如果是應用於(yu) 工業(ye) 控製,CNC係統,切割控製係統,國內(nei) 雖然有公司應用過,但是由於(yu) 產(chan) 品性能存在的技術瓶頸,目前已經在市場上所淘汰。
二. ARM主板和X86主板的優(you) 缺點比較
ARM主板相對於(yu) X86主板的優(you) 點:
1、功耗:
這是ARM主板最大的優(you) 點之一,一般的VIA的X86主板,功耗都在40W左右或者以上,而ARM主板的功耗極低,EICB係列主板功耗整體(ti) 也隻有1W左右,因此具有著可靠的運行穩定性。
2、發熱:
由於(yu) ARM主板極低的功耗,因此ARM主板工作溫度一般是常溫,可以一直常年累月開機在線工作,常溫下工作時不會(hui) 出現高溫死機等問題。而X86主板由於(yu) CPU的高主頻所產(chan) 生較高的熱量,且必須配備風扇,而風扇容易磨損,壽命有限,不適合長期工作,否則主板產(chan) 生的溫度會(hui) 讓主板整體(ti) 性能壽命降低,特別是在夏季或熱帶地區,則容易出現死機現象,這對X86係統是一個(ge) 嚴(yan) 重的挑戰。且在熱切割行業(ye) ,因為(wei) 工藝過程的原因,對控製係統的散熱要求較高,ARM係統應用在切割行業(ye) 的優(you) 勢就凸顯出來了。
3、環境溫度:
ARM主板一般都是工業(ye) 極,受環境影響較小,最低溫度可以在-20攝氏度左右,這在北方嚴(yan) 寒的冬季等環境下,使切割控製係統照樣工作而生產(chan) 不受影響;最高溫度可以在70攝氏度左右 ,因此在熱帶,環境溫度相對較高的環境下工作也會(hui) 相安無事,而X86主板對環境溫度適應範圍相對要小。
4、硬件結構的穩定性:
ARM主板所有芯片都采取了貼片方式,包括主處理器芯片以及內(nei) 存條芯片,因此在周圍環境震動情況下不會(hui) 鬆動。而工控機一般采用運動控製卡插拔在X86係列主板上的直插方式,以及內(nei) 存條和DOM盤等,因此設備使用時間長久,或者受到較大振動時,就會(hui) 容易出現鬆動情況從(cong) 而影響係統正常運行。
5、數據安全性:
ARM主板都采用高度集成方式,數據一般都放在Flash內(nei) 部,采用二進製格式,外部無法直接拷貝內(nei) 部數據。目前ARM主板的係統都是WinCE係統、 Linux係統或者其他非WINDOWS係統,不會(hui) 受病毒感染,客戶無須擔心病毒感染而導致數據泄漏或文件破壞,尤其是一些對於(yu) 數據安全性要求很高的場所, ARM主板非常適合。而X86由於(yu) 都是Windows XP、2000、DOS等常用係統,而且采用了DOM盤或者硬盤,因此數據容易被病毒感染。
6、開機時間:
ARM主板的開機速度非常快,一般隻有幾秒就可以了,應用剩餘(yu) 電荷的時間存儲(chu) 數據,因此可以直接開關(guan) 機,切割控製係統的參數等數據都不會(hui) 丟(diu) 失,無需增加不間斷電源等設備;而X86需要開機一段時間,Windows係統才會(hui) 起來,非法關(guan) 機等操作都會(hui) 導致數據丟(diu) 失。另外開關(guan) 機時間是嵌入式係統的要求,工控機無法達到這種要求。
7、性能:
目前來看,ARM主板的性能已經越來越接近X86主板,從(cong) 視頻多媒體(ti) 、數據通信等幾個(ge) 方麵,基本和X86類似,在工業(ye) 穩定性上則超過了它。
8、工作時間:
ARM主板不受時間限製,可以一直開機工作,無須人員去維護,而且在掉電情況下,隻要來電就會(hui) 自動啟動,無須人員去開機或者關(guan) 機,此點在某些特許行業(ye) 有著十分重要的意義(yi) 。而X86主板卻要人員維護,而且不能長期工作。
9、靈活性:
ARM控製係統的生產(chan) 廠家可以根據行業(ye) 用戶的需要來進行靈活配置,比如logo,內(nei) 存大小,係統驅動程序裁減,周圍芯片的裁減,係統軟件的加載,可以連接市場上常用的工業(ye) 顯示器,其他外設等等,無論軟硬件都是非常靈活。
10、性價(jia) 比:
由於(yu) 研發廠家可以對ARM處理器的硬件進行靈活配置,而且部分ARM主板已經包含了內(nei) 存和存儲(chu) 介質,無須外部購買(mai) 存儲(chu) 配件,這樣大大降低了ARM主板的開發成本和製造成本,因此整體(ti) 係統成本比X86價(jia) 格要低很多。因此我們(men) 看到功能相同的基於(yu) 工控機的切割控製係統無論在國內(nei) 還是在國外其價(jia) 格都比ARM係統價(jia) 格甚至高幾倍。
ARM主板對於(yu) X86的缺點:
1、使用平台:
目前ARM主板都是采用了windows ces係統、Linux係統或者其他,而非基於(yu) WINDOWS係統,因此對於(yu) 研發廠家來說,原先采用了X86的平台,目前要調整到ARM上來,必須對軟件平台進行重新編譯和調整,而且還要熟悉一下ARM的嵌入式平台工作機製,這裏如果不進行較長時間的硬件調試和軟件底層的調整,很難使係統達到非常穩定的性能,對於(yu) 原來采用單片機係統來說,則等於(yu) 重新開發一整套係統。
2、技術支持:
目前國內(nei) 做ARM控製係統的廠家不多,因此技術支持和維護方麵沒有象VIA等廠商那麽(me) 強大。有些產(chan) 品需要國外的的技術支持,沿海城市由於(yu) 經濟發展的結構性,電子行業(ye) 比較發達,使其維護成本和方便性有優(you) 勢。不過隨著時間的推移,國內(nei) 的ARM主板的技術支持必定會(hui) 跟上去。
3、處理速度:
目前ARM數據處理速度比Pentium以後係列慢,不過在切割控製行業(ye) ,目前ARM的數據處理速度完全可以達到實際要求。
總結:如果從(cong) 性能、功耗、安全性、成本等各個(ge) 方麵綜合考慮的話,嵌入式ARM主板應用於(yu) 數控切割控製係統具有極高的性價(jia) 比,並且由於(yu) ARM主板的物美價(jia) 廉以及目前ARM係統在市場上的成功應用和推廣, ARM係統在切割機數控係統畢將會(hui) 趨於(yu) 主導地位。
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