嵌入式計算平臺一直以來都是工業(yè)控制系統(tǒng)和小型工控設備中不可或缺的一部分，它們無論在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)或者運營的過程中都能夠發(fā)揮不可忽視的作用。隨著工業(yè)自動化、數(shù)字化的不斷發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)的崛起，工控設備對于計算和通信能力的要求也越來越高。而作為工業(yè)控制系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，嵌入式計算平臺的性能、功耗和可靠性等因素更是受到了越來越多的關注。本文將會從嵌入式計算平臺的原理著手，介紹當前市場上一些應用廣泛的小型工控設備和低功耗高性能計算機，探索嵌入式計算平臺的極致性能。
一、嵌入式計算平臺原理
嵌入式計算平臺指的是集成了微處理器、內(nèi)存、存儲器、IO控制器、以太網(wǎng)控制器、USB控制器等硬件設備和相關軟件的計算機系統(tǒng)。它除了滿足一般計算機特性的同時，更加注重功耗、體積、成本等方面的性能并具有良好的抗干擾能力和穩(wěn)定性，因此適合用在自動化控制、監(jiān)控、醫(yī)療、汽車電子等領域。 嵌入式計算平臺按照CPU架構(gòu)分為主流的兩種，即ARM和X86。ARM架構(gòu)較為簡單，價格低廉，針對一些性能要求不太高的設備使用較多，如智能家居、智能穿戴等領域；X86架構(gòu)則是傳統(tǒng)PC平臺的CPU架構(gòu)，擁有更高的性能，針對計算能力要求較高的領域使用較多，如數(shù)字娛樂、醫(yī)療裝置、工業(yè)機器人等行業(yè)。
二、工業(yè)控制系統(tǒng)中的小型工控設備
小型工控設備是指體積較小、功耗低、具有一定計算能力和豐富的接口資源的計算設備。在許多工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型工控設備作為核心裝置能夠滿足實時性、穩(wěn)定性、性能等要求。市場上流行的小型工控設備有以下幾種：
1、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中采集節(jié)點和云平臺之間的中間連接，具有數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的一部分。
2、工業(yè)級單板計算機：工業(yè)級單板計算機以其高穩(wěn)定性、高抗干擾性備受市場青睞。針對各行各業(yè)的要求，工業(yè)級單板計算機提供了多種接口，如RS232、RS485、CAN總線、USB等，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、測量控制、圖像處理等功能。
3、嵌入式人機界面設備：嵌入式人機界面設備是工業(yè)系統(tǒng)中的重要組成部分。它采用可觸摸的屏幕及其它控制設備，為用戶提供友好的操作界面，支持多種通訊協(xié)議，能夠與PLC或工業(yè)計算機進行通訊。
4、嵌入式無人機：嵌入式無人機具有體積小、重量輕、靈活性高等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)、勘測、環(huán)境監(jiān)測等領域中具有廣泛的應用。嵌入式無人機采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以通過外部傳感器實現(xiàn)更好的空間感知，滿足各個行業(yè)中的無人化需求。
三、低功耗高性能計算機
低功耗高性能計算機是一種新型的計算設備，具有良好的運算性能、低功耗、高效率等特點。越來越多的廠商紛紛推出各種具備高性能的低功耗計算機。市場上表現(xiàn)突出的低功耗高性能計算機有以下幾種：
1、Raspberry Pi：Raspberry Pi 是以Linux為核心的嵌入式計算機，體積小，功耗少，能夠兼容多種操作系統(tǒng)。它擁有廣泛的接口資源，支持GPU加速和多線程處理，適合用于機器學習、物聯(lián)網(wǎng)等領域。
2、Jetson Nano：Jetson Nano是NVIDIA推出的一款低功耗高性能計算機，基于ARM架構(gòu)，擁有四核CPU和128核GUP，適合用于深度學習、圖像處理等領域。
3、UP Squared：UP Squared是由英特爾推出的高性能低功耗計算機。采用X86架構(gòu)，可以擴展到8GB內(nèi)存和128GB存儲，同時擁有多個接口，可滿足各種計算需求。
總之，隨著工業(yè)自動化、數(shù)字化的持續(xù)發(fā)展，嵌入式計算平臺成為了工控設備中的核心。小型工控設備和低功耗高性能計算機的發(fā)展使得工業(yè)系統(tǒng)在計算和通信能力方面得到更好的支持，并不斷拓展應用領域。對于企業(yè)來說，選用適合的嵌入式計算平臺能夠更好地提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品性能。
