嵌入式電腦 | 嵌入式PC | 工業嵌入式電腦系統
嵌入式電腦系統隨處可見。如果您曾到過超市，並注意到牆上的互動機，那麼這些機器很可能就是由嵌入式電腦驅動的。本文將為您提供所有您需要知道的關於嵌入式 PC 和電腦的資訊，以及您可以在哪裡購買它們。
什麼是嵌入式電腦？
嵌入式電腦是一種專用電腦系統，通常被描述為較大機器或系統中的單一系統。嵌入式電腦用於運行特定應用程式以執行預定功能。嵌入式電腦系統具有許多與普通消費級桌上型電腦相同的部件。這些部件包括 CPU、GPU、RAM 和儲存設備。然而，主要的區別在於嵌入式系統使用工業級組件，這使得系統能夠承受惡劣的操作條件。
嵌入式 PC 隨處可見；它們存在於車輛、互動式販賣機、工廠自動化生產線、安全監控系統以及許多其他設備中。那麼，什麼是嵌入式電腦？它們如何運作？嵌入式電腦有哪些範例？我們將在下面的部分中回答所有這些問題。
嵌入式電腦主要有兩種：SoC (系統單晶片) 嵌入式 PC，其中 CPU、GPU、晶片組和 I/O 都建置在單一矽晶片上。另一方面，還有插槽式嵌入式電腦，其中 CPU 搭配專用 PCH 和 GPU 等組件安裝在主機板上，以獲得更高的效能。
插槽式 PC 的功能通常比 SoC 強大且可配置性更高。SoC 通常用於簡單的入門級工作負載，功耗較低。儘管如此，SoC 和插槽式 PC 都專為執行特定的工業工作負載而設計，例如工業自動化與控制、自動駕駛車輛、物聯網閘道、醫學影像、互動機、智慧販賣機和數位看板。
通常，嵌入式電腦的設計和製造都相當堅固，因為它們經常部署在惡劣的環境中，例如戶外數位看板和多灰塵的工廠車間。因此，它們必須能夠應對在這種挑戰性環境中的部署。因此，大多數堅固的嵌入式 PC 都經過設計和製造，以承受頻繁的衝擊、振動、灰塵、濕度以及極端溫度。
嵌入式電腦可部署在室內常溫環境，以及溫度範圍極端的戶外環境中，例如低至 -40⁰C 和高達 85⁰C 的酷熱環境。
嵌入式電腦的主要組成部分是什麼？
嵌入式 PC 由以下組件構成：
#1 - CPU (處理器)
嵌入式電腦的主要組件是 CPU，俗稱處理器。CPU 負責執行電腦的運算任務。選擇解決方案時，應考慮所需的處理能力。如果您希望系統執行入門級工作負載，則可以選擇低功耗、高效能的 SoC 解決方案，例如 Intel® Celeron® J1900，它在執行簡單工作負載方面表現出色。然而，如果您希望系統執行複雜的工業工作負載，則應選擇插槽式解決方案，因為它們通常可以使用強大的 Intel® Core® i3、i5 和 i7 處理器進行配置。也就是說，無論您選擇使用 SoC 解決方案還是插槽式解決方案，兩者都可以被動散熱，從而創建一個堅固的系統，能夠部署在具有挑戰性的環境中。
此外，值得注意的是，OEM 廠商通常會為了降低嵌入式 PC 的成本而偷工減料地使用處理器；然而，系統性能不足會導致運行緩慢，從而減緩組織的工作流程。因此，您應該始終為系統配置適當的 CPU。如果您在為特定工作負載選擇理想 CPU 時需要協助，請聯繫我們，與我們的嵌入式計算專業人員交談，他們將協助您選擇最符合您特定要求的 CPU。
#2 - 提升強固型邊緣運算的效能加速器
以下是一些可添加到嵌入式電腦中的效能加速器，以加速人工智慧 (AI)、機器學習 (ML) 和深度學習 (DL) 工作負載。
A. GPU (圖形處理單元)
GPU 可以添加到嵌入式 PC 中，以加速某些應用程式的效能。例如，GPU 能夠加速人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 工作負載，因為它們能夠處理和操作比 CPU 大得多的資料塊。此外，GPU 在執行 AI 工作負載時比 CPU 更有效率，因為它們的核心數量遠多於 CPU，這使得它們能夠執行並行運算，而 CPU 則擅長於序列運算。GPU 非常適合自動駕駛車輛、醫學影像、基於視覺的品質保證以及各種其他圖形密集型任務。此外，部署在邊緣的嵌入式解決方案可以即時處理關鍵任務資料，延遲較低，因為它們部署在邊緣，靠近資料生成的來源。
B. VPU (視覺處理單元)
此外，VPU 可以添加到嵌入式電腦中，以加速機器視覺、機器學習、人臉和物體辨識、AI 應用程式以及高階影像處理應用程式。VPU 的工作原理是接管通常由處理器執行的工作負載，並在視覺處理單元 (VPU) 本身執行這些工作負載，同時消耗的功率比 GPU 執行相同任務所需的功率更少。邊緣運算和更多機器智慧正在推動對近資料效能加速器的需求。
C. FPGA (現場可程式化閘陣列)
FPGA (現場可程式化閘陣列) 是一種積體電路，可根據需要進行程式設計。FPGA 通常會添加到嵌入式電腦中，因為它們能夠加速 AI、ML (機器學習) 和 DL (深度學習) 工作負載。此外，它們的效能優於 GPU，可顯著加速組織的整個 AI 工作流程，同時功耗低於 GPU。FPGA 在運算系統中特別有益，因為它們具有可程式化的特性，適用於各種市場。
D. NVMe 計算儲存設備 (CSD)
此外，NVMe 計算儲存可以添加到嵌入式系統中，以加速某些工作負載。計算儲存可以在儲存設備層級處理資料。這減少了儲存設備和計算平面之間需要傳輸的資料量。因此，CSD 可以透過消除儲存到處理器的瓶頸，顯著增加資料密集型工作負載，而不是計算密集型工作負載。
#3 - RAM – 系統記憶體
RAM 也是大多數嵌入式電腦的重要組件。RAM，即隨機存取記憶體，用於儲存系統需要快速存取的資料。一旦資料載入到 RAM 中，電腦就能快速從中檢索所需資訊。RAM 之所以被使用，是因為它比 SSD 和其他儲存設備快得多。通常，添加到設備中的 RAM 越多，設備的速度和響應能力就越快。此外，添加到系統中的 RAM 越多，系統在同時運行多個應用程式時的性能就越好。
RAM 較多的設備速度較快，因為它們可以更快地存取資訊，因此花費較少的時間從硬碟或固態硬碟中尋找資訊。也就是說，RAM 是一種揮發性記憶體，這意味著每次系統關閉時，它都會重置，清除載入到其中的資料。這是 SSD + HDD 和 RAM 記憶體之間的主要區別。SSD 和 HDD 提供長期資料儲存，而 RAM 提供短期資料儲存。
#4 - 儲存
嵌入式系統中常見的第三個組件是儲存。嵌入式系統必須能夠儲存資料；因此，它們通常使用 HDD (硬碟)、SSD (固態硬碟) 或 M.2 NVMe SSD 進行配置。NVMe SSD 是您可以為嵌入式電腦配置的最快儲存設備類型，提供高達 3,500 MB/s 的資料讀取速度和高達 2,500 MB/s 的寫入速度。
也就是說，系統仍然可以配置 SSD 和 HDD。常規 SSD 比 NVMe 選項便宜，並且通常具有更大的儲存容量，這使得它們對某些組織來說是一個有吸引力的選擇。此外，SSD 比傳統 HDD 快得多，因為它們將資料儲存在 NAND 晶片上，這使得它們比傳統硬碟讀取/寫入資料的速度快得多。
然而，仍有部分客戶使用硬碟，因為它們以具吸引力的價格提供大容量資料儲存。因此，對於希望在嵌入式設備上儲存大量資料的組織而言，硬碟仍然有意義，因為它們是設備儲存中最便宜的形式。因此，希望獲得最大資料儲存量的組織只能透過使用硬碟來實現。SSD 的容量不斷增加；然而，硬碟仍以最具競爭力的價格提供最大的儲存容量。
#5 - I/O 連接埠
嵌入式電腦配備豐富的 I/O 連接埠，允許系統連接新技術、傳統技術、其他設備和感測器，以及連接網際網路。特別是對於工業 4.0，許多嵌入式電腦管理和整合傳統設備和數位設備的工作負載，以提高營運效率。
嵌入式系統中常見的 I/O 連接埠包括：
- USB Type-A 連接埠
- 雙 RJ45 LAN 連接埠
- 序列 COM 連接埠
- 音訊輸出 / 音訊輸入連接埠
- HDMI、DP 和 DVI 連接埠
- GPIO (通用輸入/輸出) 連接埠
#6 - 散熱解決方案
嵌入式系統可配置低功耗處理器或高效能處理器。儘管如此，無論您選擇低功耗處理器還是高效能處理器，嵌入式 PC 都會透過散熱片進行被動散熱。散熱片將熱量從內部發熱組件散發到外殼，外殼再將熱量散發到 PC 周圍的環境中。堅固型嵌入式 PC 的外殼具有散熱鰭片，可增加設備的表面積，從而增強系統的散熱能力。
也就是說，如果您需要一台能夠處理複雜工作負載的 PC，例如 AI、推論分析或深度學習，您可能需要配置一個包含 GPU 的系統。GPU 的優點在於它們能加速這些工作負載；然而，它們往往會產生大量的熱量。因此，GPU 無法在沒有某種主動散熱的情況下進行散熱，而且通常必須主動空冷才能正常運作。
因此，配置 GPU 的系統並非完全無風扇。CPU 可能仍然採用無風扇散熱，但 GPU 需要主動空冷，這表示系統將不會完全無風扇。儘管如此，帶有 GPU 的系統仍然設計堅固，並且可以部署在與完全無風扇系統相同的環境中。
#7 - 有線與無線連接
嵌入式 PC 具有三種連接選項，可連接其他設備和網際網路。第一種連接選項是有線連接。Premio 的大多數嵌入式系統都配置了至少 2 個 RJ45 GigE LAN 連接埠，為感測器、設備和網際網路提供極速有線連接。對於需要額外 RJ45 或 M12 乙太網路連接埠的組織，可以安裝帶有額外連接埠的子板，擴展可用的 RJ45 或 M12 乙太網路連接埠數量。擴展選項包括 GigE LAN 連接埠和 PoE+ 連接埠，用於透過單一電纜提供電源和資料。
此外，嵌入式電腦配備 Wi-Fi 6，可提供可靠、低延遲且快速的無線區域網路連接。Wi-Fi 6 透過允許組織根據其特定需求配置 Wi-Fi 的範圍和功耗，為組織提供了極大的靈活性。
儘管如此，我們理解並非每個部署嵌入式系統的組織或企業都在具有可靠網際網路連接的環境中進行部署。因此，我們為我們的嵌入式計算解決方案配備了蜂巢式連接，透過 2 個 SIM 卡插槽，允許組織添加 2 個 SIM 卡以實現冗餘蜂巢式連接。冗餘很重要，因為如果一個電信業者不可用，系統可以連接到次要電信業者，將關鍵任務資料卸載到雲端進行遠端監控和控制。蜂巢式連接選項包括 4G、LTE 和 5G，提供高速網際網路連接。
嵌入式PC有哪些主要特點？
我們現在將討論嵌入式電腦的一些主要特性：
#1 - 體積小巧
緊湊型嵌入式 PC 體積小巧，可讓組織在空間受限的環境中部署。例如，RCO-1000 系列工業嵌入式系統尺寸為 150MM (寬) x 105MM (深) x 37MM (高)，小巧到可以放在手掌中。此外，這類系統通常輕巧，易於安裝在天花板、牆壁或其他表面上，而無需投資昂貴的安裝解決方案。透過部署緊湊型計算解決方案，您可以將設備部署在隱蔽區域，例如櫥櫃或抽屜中，而無需擔心系統過熱，因為它們是無風扇被動散熱的。
#2 - 能源效率
嵌入式電腦系統通常採用功能強大但節能的處理器，這些處理器耗能極少，因此產生的熱量也少。這些系統與不使用節能處理器的普通桌上型電腦不同。雖然部署一個系統所節省的電量微不足道，但如果您部署數百或數千台嵌入式設備，您將會注意到能源成本的顯著節省。此外，對於部署在穩定電源不總是可用的遠端環境中的系統而言，能源效率至關重要。這是因為當穩定電源不存在時，嵌入式電腦可以在電池供電下運行。
#3 - 防塵性
無風扇嵌入式 PC 和堅固型嵌入式電腦具備防塵和防小碎片的功能。這得益於 PC 透過散熱片進行被動散熱，無需開口，因為不需要風扇使空氣在系統中循環。因此，堅固型和無風扇設備非常適合部署在會接觸到灰塵和碎片的環境中。消費級桌上型電腦不適合部署在挑戰性環境中，因為它們有許多通風口和開口，以便風扇使空氣在系統中循環。因此，灰塵和其他小顆粒可能會進入系統，導致風扇和其他敏感組件故障，使系統無法運作，造成破壞性的停機時間。工業環境中的停機時間很容易讓企業損失數十萬美元。因此，投資能夠在暴露於灰塵、污垢和碎屑時仍能可靠地 24/7 運行的嵌入式計算解決方案是值得的。
#4 - 抗震抗振
通常，嵌入式電腦部署在會受到顯著衝擊和振動的環境中。例如，連接到工廠機械或設備的系統可能會受到巨大且頻繁的衝擊和振動。部署在車輛中的嵌入式系統也是如此。
因此，這些系統必須能夠在受到衝擊和振動的情況下，仍能可靠地 24/7 運作。因此，堅固型嵌入式電腦的設計和製造旨在承受頻繁的衝擊和振動。Premio 的系統設計盡量減少了螺絲和接頭的數量，並使用 SSD 而非硬碟配置系統，以應對衝擊和振動。
減少接頭和螺絲的使用可減少移動部件的數量，從而減少可能發生故障的部件數量。固態硬碟 (SSD) 可提高系統可靠性，因為 SSD 將資料儲存在 NAND 晶片上，NAND 晶片比硬碟中用於儲存資料的旋轉金屬盤更能承受衝擊和振動。
此外，Premio 採用了無電纜設計，將所有電纜從系統中移除。消除電纜可避免當系統受到衝擊和振動時電纜從其連接處鬆脫，導致系統無法運作。因此，工業嵌入式裝置比一般桌上型電腦更適合部署在會受到衝擊和振動的惡劣環境中。
#5 - 豐富的輸入/輸出
在 Premio，我們了解組織通常需要將新舊技術連接到嵌入式電腦。因此，我們的系統配備了用於連接新技術的 USB Type-A 連接埠、用於連接舊技術的串行 COM 連接埠，以及用於連接網際網路和其他使用該標準進行通訊的感測器的 RJ45 LAN 連接埠。此外，我們的設備還配備了 HDMI、DP 和 DVI 連接埠，用於顯示資訊，使其能夠連接到目前市面上的大多數顯示器。
嵌入式電腦與一般桌上型電腦
雖然工業級嵌入式電腦與消費級桌上型電腦有許多共同的組件，例如處理器 (CPU)、圖形處理單元 (GPU)、RAM 記憶體和儲存設備 (SSD 和 HDD)，但嵌入式運算解決方案採用了經過測試和驗證的工業級版本，可在惡劣環境中可靠運行。
此外，工業級選項在設計時考慮了堅固性，使其更能夠在系統可能暴露於灰塵、污垢、振動、衝擊、極端溫度甚至水等惡劣環境因素的工業環境中生存。
不同類型的嵌入式電腦
今天我們將討論幾種嵌入式電腦系統，其中包括：堅固型工業電腦、車載電腦、物聯網閘道、嵌入式自動化電腦、小型電腦和面板電腦。
類型 #1 - 堅固型工業電腦
堅固型工業嵌入式電腦專為部署在最極端的環境中而設計和製造。從內部組件到外部外殼，一切都經過設計和製造，以確保堅固性和耐用性。例如，外部外殼採用擠壓鋁和重型金屬製造，使其耐用且耐腐蝕。此外，內部組件具有寬廣的操作溫度範圍，從 -40⁰C 到 85⁰C，允許堅固型電腦部署在 NEMA 外殼的戶外。
對於希望在不將設備裝入 NEMA 外殼的情況下在戶外部署嵌入式運算解決方案的組織，您可以使用 WCO 系列的堅固防水工業電腦。這是因為 WCO 系列不僅防塵防碎屑，而且還防水，因此無需部署在 NEMA 外殼中以防止水損。
堅固型工業電腦應用案例
例如，堅固型工業電腦非常適合部署在通常位於沙漠中的石油生產設施。石油生產設施利用堅固型工業電腦監控和控制石油生產和煉油機械。為了使嵌入式電腦在經歷極端溫度和沙塵暴的如此不穩定的環境中運行，系統必須堅固才能 24/7 全天候可靠運行。石油生產設施的停機可能確實會造成數百萬美元的利潤損失，因此部署的運算解決方案必須能夠應對惡劣的沙漠環境並全天候可靠運行。
堅固型工業電腦非常適合此類環境，因為它們採用無風扇和完全密封的設計，可防止沙粒等小顆粒進入系統並損壞敏感的內部組件。無風扇設計和寬溫度範圍組件的使用使系統能夠在溫度達到並可能超過 50⁰C 或 120⁰F 的酷熱沙漠環境中生存。
此外，堅固型嵌入式電腦通常部署在沒有有線或無線 LAN 連接的遠端環境中。因此，嵌入式系統通常配備透過雙 SIM 卡插槽提供的蜂巢式連接，允許堅固型電腦連接到網際網路，將任務關鍵型資料卸載到雲端以進行遠端監控和控制。
解決方案 #1：Premio RCO-6100 系列堅固型嵌入式電腦
Premio 的 RCO-6100 系列可以使用 Intel 強大的 Core i3、i5 或 i7 處理器進行配置，使其非常適合性能和堅固性同樣重要的嵌入式應用。RCO-6100 系列提供強大的性能，非常適合在邊緣進行多工處理。此外，RCO-6100 系列配備快速連接功能，可在邊緣實現快速可靠的連接。
規格
- 適用於第 8/9 代 Intel® CFL-R S 處理器 (65W/35W TDP) 的 LGA 1151 插槽
- Intel® Q370 晶片組
- 2 個 DDR4 2400/2666Hz SODIMM。最大可達 64GB
- 透過 1 個 DVI-I 和 2 個 DisplayPort 實現三重獨立顯示
- 2 個支援 Wake-on-LAN 和 PXE 的 Intel® GbE
- 2 個用於通訊或擴充模組的全尺寸 mini PCIe，2 個 SIM 插槽
- 4 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽和 1 個 mSATA，支援 RAID 0、1、5、10
- 1 個 M.2 (M Key, NVMe PCIe x4, 2280)；1 個 M.2 (E Key, PCIe x2, USB 2.0, 2230)
- 6 個 RS-232/422/485 (帶 2 個內部)，4 個 USB 3.2 Gen 2，5 個 USB 3.2 Gen 1
- 8 個 DI + 8 個 DO 帶隔離
- 9 至 48VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- 寬廣的工作溫度 -25°C 至 70°C (35W CPU)；-25°C 至 60°C (65W CPU)
- 支援 TPM 2.0
解決方案 #2：WCO-3400 系列防水嵌入式電腦 IP 65/67
WCO-3400 系列是一款堅固耐用的防水嵌入式電腦，採用擠壓鋁和重型金屬製造，打造出一個既防水又防塵的系統，非常適合部署在會暴露於灰塵和水的環境中。WCO-3400 系列透過散熱片進行無風扇冷卻，將熱量從內部發熱組件傳導到外部機殼，機殼再將熱量散發到電腦周圍的空氣中。WCO-3400 系列非常適合部署在食品和飲料加工廠、戶外數位看板、戶外監控系統、自動化和控制以及軍事和國防應用中。這是因為 WCO-3400 系列的 IP65/67 等級使其即使在受到來自各方向的水濺時也能可靠且最佳地運行。
規格
- Intel® 第 7 代 (Kabylake-U) 處理器 Core™ i5-7300U、Core™ i3-7100U
- 1 個 260 針 DDR4 SODIMM。最大可達 16GB
- 由 1 個 VGA (防水連接器) 支援單一顯示器
- 2 個 M12 X-Code 8 針 LAN
- 1 個 RS-232/422/485 由 M12 D-Code 8 針，1 個 USB 3.0
(防水連接器)，2 個 USB 2.0 由 M12 D-Code 8 針 - 1 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽和 1 個 mSATA (由 1 個 Mini PCIe 共用)
- 2 個用於通訊或擴充模組的全尺寸 mini PCIe，
2 個內部 SIM 插槽 - 全系統 IP65 等級防塵防水
- 9 至 50VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- -40°C 至 70°C 擴展工作溫度
類型 #2 - 工業平板電腦
工業平板電腦是將嵌入式電腦和堅固型顯示器結合為單一解決方案的一體式 (AIO) 電腦。工業面板電腦通常部署在工廠和生產設施中，作為 HMI (人機介面)，讓人們能夠與工廠機械互動和控制。此外，工業一體式面板電腦也常用於互動式資訊亭機、工業控制和庫存管理。工業平板電腦的主要目的是為人類提供一種簡單的方式來與電腦和其他機器互動和介面，尤其是透過使用堅固的觸控顯示器。
工業平板電腦可以配置電阻式觸控或電容式觸控顯示器。電阻式觸控顯示器使用壓力作為輸入，而電容式顯示器則檢測人手指的微小電荷來註冊輸入。電容式螢幕能夠檢測比電阻式顯示器更輕的觸控。然而，某些組織仍會尋求電阻式顯示器，因為員工會戴手套。手套在電容式顯示器上效果不佳，但在電阻式顯示器上效果很好，因為電阻式顯示器依賴壓力來註冊輸入，而不是電容式顯示器依賴的電荷來註冊輸入。
工業平板電腦應用案例
例如，工業平板電腦通常部署在工廠中，用於控制生產線並為工廠操作員提供即時生產資料。工廠和生產設施通常充滿工業污垢和油漬，溫度經常波動，達到極端水準，因此，工業平板電腦必須能夠應對這些環境挑戰。工業平板電腦的一大優點是它們易於清潔，因為一體式平板電腦系統是防水的。工人可以使用高溫、高壓水槍沖洗系統，而無需為系統添加任何額外的保護。
工業平板電腦經過堅固設計，適用於食品加工、飲料製造和製藥製造。工業平板電腦具有 IP 等級，從 IP 66 等級的解決方案到最大 IP 69K 等級的解決方案，可提供終極防水防塵能力。
解決方案 #1：VIO 系列
Premio 的 VIO 系列工業平板電腦為組織提供了一款出色的 IP 等級 AIO 平板電腦，非常適合部署在食品和飲料加工以及製藥製造等行業。VIO 系列工業平板電腦符合這些行業所需的嚴格衛生、可靠性和堅固性要求。此外，VIO 系列完全防塵防水，使其能夠在系統會暴露於灰塵、水和污垢的惡劣環境中運行。VIO 系列能夠在這種部署中倖存下來，因為它配備了 IP65 等級，使其具有防塵防水功能。
VIO-W121-PC400 的規格
- 5 吋 TFT FHD 16:9 LCD，帶電阻式 5 線 / 投射電容式觸控
- Intel® 第 7 代 (Kaby Lake-U) 處理器 Core™ i5-7300U、Core™ i3-7100U
- 1 個 260 針 DDR4 SODIMM。最大可達 16GB
- 1 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽，支援 RAID 0、1
- 1 個 mSATA (由 1 個 Mini PCIe 共用)，1 個 CFast (由 1 個 mSATA 共用)，2 個 SIM 插槽
- 2 個用於通訊或擴充模組的全尺寸 mini PCIe
- 2 個 LAN，1 個 VGA，1 個 DisplayPort，1 個雙通道 24 位元 LVDS
- 4 個 RS-232/422/485，4 個 USB 3.0，音訊
- 8 個 DI + 8 個 DO 帶隔離
- 2 個用於擴充的通用 I/O 支架 (僅限 VIO-112-PC410)
- 9 至 50VDC 寬範圍電源輸入
- -10°C 至 60°C 擴展工作溫度
- 採用鋁壓鑄前框設計
- IP65 相容前面板
- 內建兩個 10W 內部喇叭
- 內建多語言 OSD
解決方案 #2：SIO 系列
SIO 系列是 Premio 提供最堅固的一體式觸控面板電腦之一。SIO 系列專為潔淨室和需要無可置疑的衛生環境而設計和製造，同時提供高效能運算能力，並在堅固的內建顯示器上顯示資訊。此外，SIO 系列具有 IP66/69K 等級，允許組織使用高溫、高壓水槍清潔系統。此外，該系統還配備 M12 鎖定 I/O 連接器，旨在防止強大的衛生沖洗對系統造成損壞。
SIO-215-J1900 的規格
- 15 吋 TFT XGA 4:3 LCD，帶電阻式 5 線 / 投射電容式觸控
- Intel® Celeron® 處理器 J1900，2.0 GHz
- 1 個 4GB DDR3L SODIMM，1 個 64GB mSATA
- 1 個 M12 LAN，2 個 USB 2.0，1 個 M12 COM
- 1 個用於擴充的全尺寸 Mini PCIe
- 支援 110V 至 240V 交流電源輸入
- -20°C 至 55°C 工作溫度
- 全系統 IP66/IP69K，採用不鏽鋼 SUS316 結構
類型 #3 - 車載嵌入式電腦
車輛在行駛時，嵌入式車載電腦經常會暴露於頻繁的衝擊和振動、灰塵以及極端溫度。因此，系統必須堅固、無風扇，並具有寬廣的工作溫度範圍，以應對其部署所在地的惡劣環境。堅固的設計使嵌入式車載電腦能夠抵抗灰塵、濕氣、衝擊、振動和極端溫度。
車載嵌入式電腦應用案例
自動駕駛車輛通常用於倉庫、配送中心和製造設施中，以在這些設施中移動貨物。自動駕駛車輛包括自動堆高機、堆疊機和堆高機，透過處理勞動密集型和危險的重複性任務，為組織提供了巨大的價值。
此外，車載嵌入式電腦用於引導自動駕駛車輛。此類應用需要嵌入式邊緣電腦，因為必須即時執行處理和決策，以避免車輛與其他車輛、人員和其他物體發生碰撞。這是因為車輛必須在短短一毫秒內做出決策，這是嵌入式邊緣電腦使其能夠做到的。由於與向雲端發送/接收資料相關的延遲問題，依靠雲端做出引導雲端的決策是不可能的。
解決方案 #1：帶 PoE 和電源點火的 RCO-1010G-2P
RCO-1000 系列工業嵌入式電腦採用無風扇冷卻技術，專為空間受限且對一般電腦構成挑戰的環境而設計。RCO-1010 具有低功耗、高效能處理能力，且外型輕巧。RCO-1000 系列非常適合機器自動化和物聯網閘道等嵌入式應用。
- Intel® E3845 或 J1900 處理器板載
- 1 個 SO-DIMM 插槽，DDR3L-1066/1333，最高可達 8GB
- DVI-I
- 2 個 COM，1 個 USB 3.0，3 個 USB 2.0，2 個 GbE
- 2 個 mini-PCIe (1 個 mSATA 自動切換)
- 2 個外部 SIM 插槽
- 1 個通用 I/O
- 線路輸出/麥克風輸入插孔
- 電源開關、遠端開關、AT/ATX 選擇
- 工作溫度：-25 °C ~ 70 °C
- 振動：5 Grms，5 - 500 Hz，0.5 小時/軸；衝擊：50G，半正弦波，11 毫秒 (帶 SSD)
- 支援 TPM 2.0
解決方案 #2：用於遙測和資料處理的 RCO-3400
RCO-3400 系列透過堅固設計和製造的系統提供高效能。本系列可配置為強大的性能，同時提供極其靈活的 I/O。系統配置有無線和蜂巢式連接，實現 RCO-3400 系列的遠端部署。
- Intel® 第 7 代 (Kabylake-U) 處理器 Core™ i5-7300U、Core™ i3-7100U
- 1 個 DDR4 SODIMM。最大可達 16GB
- 透過 1 個 VGA 和 2 個 DisplayPort 支援三重獨立顯示
- 2 個支援 Wake-on-LAN 和 PXE 的 Intel® GbE
- 2 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽 (1 個內部，1 個可拆卸)，支援 RAID 0、1、5，
1 個 mSATA (由 1 個 Mini PCIe 共用)，以及 1 個 CFast (由 1 個 mSATA 共用) - 2 個用於通訊或擴充模組的全尺寸 mini PCIe，
2 個 SIM 插槽 - 5 個 RS-232/422/485 (帶 3 個內部)，4 個 USB 3.0，2 個 USB 2.0
- 8 個 DI + 8 個 DO 帶隔離
- 9 至 50VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- -40°C 至 70°C 擴展工作溫度
解決方案 #3：符合鐵路 EMI 標準的 ACO-6000
ACO-6000 系列專為堅固耐用的車載應用而設計。ACO-6000 系列已通過 E-Mark 認證，並符合 EN50155 和 EN50121-3-2，允許此類設備追蹤和監控任務關鍵型車輛。
規格
- LGA 1151 插槽，適用於第 6/7 代 Intel® Core™ i7/i5/i3、Pentium®，
或 Celeron® 桌上型處理器 - Intel® Q170 晶片組
- 2 個 260 針 DDR4 SO-DIMM，最高可達 32GB
- 三重獨立顯示
- 2 個支援 Wake-on-LAN 和 PXE 的 Intel® GbE
- 4 個 COM，6 個 USB 3.0，2 個 GbE
- 2 個 mini-PCIe (2 個 mSATA 自動檢測)，帶 2 個前置通用 I/O 插槽
- 4 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽和 2 個 mSATA 支援
- 4 個全尺寸 mini PCIe
- 3 個 SIM 插槽
- 4 個 RS-232/422/485，6 個 USB 3.0，16 位元隔離數位 I/O
- 9 至 48 VDC 寬範圍電源輸入
- -25 °C 至 70 °C 寬操作溫度
- 電源點火管理
類型 4 – IoT 閘道器
IoT 閘道器是部署在網路邊緣的嵌入式電腦，用於收集、處理、分析資料，並將其傳輸到雲端以進行遠端監控和控制。此外，IoT 閘道器可促進連網裝置之間的通訊，並將其連線到網際網路。IoT 閘道器在 IoT 感測器、攝影機和致動器與網際網路之間建立橋樑，從這些裝置收集資料、處理資料，然後將資料傳送到雲端。IoT 閘道器通常透過有線 LAN、Wi-Fi 或藍牙連接到感測器、致動器和其他裝置。
IoT 閘道器應用案例
例如，農業領域的業者經常利用感測器和監測設備來監測植物的生長。需要 IoT 閘道器來收集感測器資料並透過網際網路將其傳送到雲端，以便農民可以監測植物的生長。僅靠感測器只能感測周圍環境；需要 IoT 閘道器來處理資訊、分析資訊，並將分析後的資料傳送到雲端以進行遠端監控和控制。此外，IoT 閘道器可用於自動化流程，例如燈光排程、灌溉週期和施肥，從而實現完全自動化和連網的園藝。也就是說，IoT 閘道器可用於數千種不同的應用；這只是我們一位客戶使用 IoT 閘道器的應用之一。
CTA – 按一下此處，了解 IoT 閘道器如何用於智慧農業。
解決方案：BCO-1000 系列 / RCO-1000 系列
BCO-1000 系列和 RCO-1000 系列是無風扇嵌入式 PC，專為低功耗 IoT 處理和邊緣層級資料遙測而設計。這兩種解決方案都具有成本競爭力，並經過測試，可應對嚴峻的部署。這些解決方案非常適合部署在空間受限的環境中，在這些環境中，普通的桌上型 PC 過於龐大，無法部署。這兩種裝置的一個主要優點是，它們配備了高度通用的 I/O，允許系統連接到新舊技術。這些系統非常適合智慧販賣、互動式資訊站、智慧農業、安全監控以及嵌入式和邊緣 IoT。
BCO-1000 系列規格
- Intel® Celeron® J1900 處理器，高達 2.0GHz
- 1 個 204 引腳 DDR3L SODIMM，最大高達 8GB
- 1 個 DVI-I 支援雙獨立顯示器
- 2 個 Intel® GbE 支援遠端喚醒 (Wake-on-LAN) 和 PXE
- 1 個 mSATA
- 2 個用於通訊或擴充模組的全尺寸 mini PCIe，
1 個 SIM 插槽 - 2 個 RS-232/422/485，1 個 USB 3.0，3 個 USB 2.0
- 9 至 30VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- -20°C 至 50°C 寬操作溫度
RCO-1000 系列規格
- Intel® E3845 或 J1900 處理器板載
- 1 個 SO-DIMM 插槽，DDR3L-1066/1333，高達 8GB
- DVI-I
- 2 個 COM，1 個 USB 3.0，3 個 USB 2.0，2 個 GbE
- 2 個 mini-PCIe (1 個 mSATA 自動偵測)
- 2 個外部 SIM 插槽
- 線路輸出/麥克風輸入音訊插孔
- 電源開關、遠端開關、AT/ATX 選項
- 操作溫度：-25 °C ~ 70 °C
- 振動：5 Grms，5 - 500 Hz，0.5 小時/軸；衝擊：50G，半正弦，11 毫秒 (使用 SSD)
- 9~48V (過電壓/電流、反向極性保護)
- 支援 TPM 2.0
類型 5 – 嵌入式自動化電腦
嵌入式自動化電腦是堅固耐用的工業級運算解決方案，可用於入門級和複雜的自動化工作負載。自動化電腦用於控制流程、機器人和工廠機械，這些流程、機器人和工廠機械通常用於製造產品。自動化 PC 能夠提高生產力、提高靈活性，並提高所製造產品的品質。
嵌入式自動化電腦應用案例
自動化電腦通常用於生產設施，連接和控制位於工廠車間的各種感測器、攝影機、機械和 IoT 裝置。自動化電腦將機器連接到其他機器，並將機器連接到網際網路和雲端以進行遠端監控和控制。此外，嵌入式自動化 PC 可實現預測性維護，允許工廠操作員在機器或元件發生故障之前對其進行維護，協助生產設施避免因計畫外時間的故障或失效工廠機械造成的停機時間。
解決方案 1：VCO-6100 機器視覺和自動化電腦
VCO-6100 系列非常適合在嚴苛環境中進行豐富的視覺資料處理。VCO 系列配備 Intel 第 9 代 Core 處理器，為嚴苛環境中的視覺分析提供極快的效能。機器視覺電腦可以配置 GPU (圖形處理單元) 和 VPU (視覺處理單元) 以加速基於視覺的應用程式。
VCO-6133 機器視覺電腦的規格
- 支援第 8/9 代 Intel® CFL-R S 處理器 (LGA 1151，65W/35W TDP)
- Intel® Q370 晶片組
- 1 個 DVI-I 和 2 個 DisplayPort 支援三獨立顯示器
- 2 個 Intel® GbE 支援遠端喚醒 (Wake-on-LAN) 和 PXE
- 2 個全尺寸 mini PCIe (由 1 個 mSATA 共用) 和 2 個 SIM 插槽
- 4 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽，支援 RAID 0、1、5、10，1 個 mSATA (由 1 個 Mini PCIe 共用)
- 1 個 M.2 (M Key、NVMe PCIe x4、2280)，1 個 M.2 (E Key、PCIe x2、USB 2.0、2230)
- 6 個 RS-232/422/485 (4 個內部)
- 4 個 USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps)，5 個 USB 3.2 Gen 1 (5 Gbps，內部)，2 個 USB 2.0 接頭 (內部)
- 2 個 PCIe x4 1 通道，1 個 PCIe x16 (VCO-6133E) 或 3 個 PCI (VCO-6133P) 或 1 個 PCIe x16，2 個 PCI (VCO-6133C)
- 8 個 DI + 8 個 DO，帶隔離
- 9 至 48V DC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- 寬操作溫度 (-25°C 至 70°C)
- 支援 TPM 2.0
解決方案 2：RCO-6120 系列 AI 邊緣推斷電腦
RCO-6120 系列 AI 邊緣推斷電腦為嚴苛環境帶來強大的效能。該系列可為組織希望在邊緣執行的 AI 應用程式提供強大的處理能力。AI 工作負載在邊緣運算硬體上可能非常複雜且要求很高。因此，RCO-6120 可以使用 8 核心 Intel Core i7 處理器進行配置，以在堅固的邊緣實現強大的處理。此外，如果您需要為您的 AI 工作負載提供更多的運算能力，RCO 6120 可以使用效能加速器 (例如 GPU 和 VPU) 進行配置。
RCO-6120-2060S 規格
- LGA 1151 插槽，適用於第 8/9 代 Intel® CFL-R S 處理器 Pentium® / Celeron® 桌上型處理器
- Intel® Q370 晶片組
- NVIDIA GeForce® RTX 2060 Super 顯示引擎，基於 NVIDIA TuringTM GPU 架構
- 2 個 260 引腳 DDR4 SODIMM。最大高達 64GB
- 1 個 DVI-I、1 個 DVI-D、3 個 DisplayPort、1 個 HDMI 支援 6 個顯示器介面
- 2 個 Intel® GbE 支援遠端喚醒 (Wake-on-LAN) 和 PXE
- 4 個 2.5 吋 SATA 硬碟槽和 2 個 mSATA，支援 RAID 0、1、5、10
- 1 個 M.2 (M Key、NVMe PCIe x4、2280)；1 個 M.2 (E Key、PCIe x2、USB 2.0、2230)，2 個 SIM 插槽
- 9 至 48VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- 寬操作溫度 (-25°C 至 60°C)
- 電源點火管理
類型 6 – 無風扇迷你 PC 和小型電腦
緊湊型迷你 PC 通常因其小巧的佔用空間而受到青睞，使組織和企業能夠在需要謹慎處理且空間有限的環境中部署它們。小型無風扇 PC 的常見用途包括部署在資訊服務機、數位看板和工業自動化中。使用者可以配置無風扇迷你電腦，以執行不同類型的處理，從低功耗 SoC 系統到使用 Intel Core i3、i5 和 i7 處理器的更強大插槽解決方案。
小型無風扇 PC 可以輕鬆安裝在牆壁、天花板、機櫃、抽屜和許多其他不同類型的空間中。由於有線、Wi-Fi、蜂巢式和藍牙連接選項的可用性，無風扇迷你電腦可以輕鬆連接到網際網路。
此外，無風扇迷你運算解決方案作為無風扇解決方案或堅固耐用的無風扇解決方案提供。無風扇和堅固耐用的迷你 PC 都能部署在嚴峻的環境中，這些環境經常暴露在灰塵、碎屑、衝擊、振動和極端溫度下。然而，堅固耐用的迷你 PC 更進一步，提供更好的保護，免受極端部署中遇到的環境挑戰。
解決方案：堅固耐用無風扇迷你電腦 RCO-3600 系列
RCO-3600 系列是一種堅固耐用的工業運算解決方案，具有多功能和可擴充的 I/O。RCO-3600 系列非常適合資訊服務機、工廠自動化、邊緣運算，作為人機介面 (HMI)，作為 IoT 閘道器，以及為數位看板供電。
RCO-3600 系列規格
- 適用於第 6/7 代 Intel® Core™ i7/i5/i3 或
Pentium® / Celeron® 桌上型處理器的 LGA 1151 插槽 - Intel® Q170 晶片組
- 2 個 DDR4 1866/2133MHz SODIMM。最大高達 32GB
- Intel® HD Graphics 530 / 630
- 1 個 DVI-I 支援三獨立顯示器，
1 個 DisplayPort，1 個 HDMI (選配) - 2 個 Intel® GbE 支援遠端喚醒 (Wake-on-LAN) 和 PXE
- 2 個內部 2.5 吋 SATA 硬碟槽，支援 RAID 0、1、5、10，
2 個 mSATA (由 2 個 Mini PCIe 共用)，1 個 CFast - 2 個全尺寸 Mini PCIe (由 2 個 mSATA 共用)，用於通訊或
擴充模組，2 個外部 SIM 插槽 - 4 個 RS-232/422/485 (帶 2 個內部)，
6 個 USB 3.0，2 個 USB 2.0 (內部) - 8 個 DI + 8 個 DO，帶隔離
- 9 至 50VDC 寬範圍電源輸入，支援 AT/ATX 模式
- -25°C 至 60°C 寬操作溫度
類型 7 – 2.5 吋和 3.5 吋單板嵌入式電腦 (SBC)
單板電腦 (SBC) 是一種功能齊全的電腦，其 CPU、GPU、記憶體、I/O 和其他功能都建置在單一矽晶片上。2.5 吋和 3.5 吋 SBC 都有 RAM 插槽，允許使用者添加所需的 RAM 量。總體而言，單板電腦為組織提供了一個簡單且經濟高效的解決方案。嵌入式單板電腦的簡單性和固定結構創造了一個可靠的運算解決方案，沒有錯誤、衝突和其他可能導致系統停止正常運作並造成有害停機時間的問題。最終，SBC 通常因其簡單性、小巧的佔用空間以及 24/7 可靠運作的能力而受到青睞。
3.5 吋嵌入式迷你電腦 - WHL
- 支援第 8 代 Intel® Core™ 行動 U 處理器和 Intel® Celeron® 處理器
- 1 個 260 引腳 DDR4 2400 SO-DIMM。最大高達 32GB
- 2 個 Intel® GbE (支援遠端喚醒 (Wake-on-LAN) 和 PXE)
- 支援三獨立顯示器：
- 1 個 HDMI (選配) 支援解析度 1920 x 1200，
- 1 個 DisplayPort 支援解析度 4096 x 1200，
- 1 個雙通道，高達 24 位元 LVDS 可選 1 個 eDP 透過內部連接器
- 1 個帶音訊支援的前面板，透過內部接頭
- 2 個 4 位元 GPIO 接頭
- 2 個 Mini PCI-e (Gen3)，帶 SIM 卡插槽支援
- 4 個 USB 3.2 Gen 2 (10Gbps)，4 個 RS-232/422/485 內部接頭，2 個 USB 2.0 內部接頭
- 2 個 SATA 6.0Gb/s
- 看門狗計時器 1~225 秒系統重設
- 支援 TPM 2.0
2.5 吋 Pico ITX 嵌入式迷你 PC
- Intel® Celeron® J1900 處理器，高達 2.0GHz
- 1 個 204 引腳 DDR3L SODIMM。最大高達 8GB
- 1 個 Intel® GbE
- 1 個 HDMI 和 1 個 LVDS 支援雙獨立顯示器
- 2 個半尺寸 mini PCIe，用於通訊或擴充模組，1 個 mSATA 插槽
- 1 個 USB 3.0，3 個 USB 2.0
- -10°C 至 70°C 寬操作溫度
嵌入式電腦可以用於邊緣運算嗎？
是的，嵌入式 PC 可以用於邊緣運算；事實上，它們是邊緣部署的絕佳解決方案，在這些部署中，它們負責簡單的入門級工作負載，例如數位看板媒體播放器、IoT 閘道器、入門級自動化、資訊機等許多簡單的工作負載。
堅固耐用的嵌入式電腦是邊緣運算工作負載的理想選擇，因為它們配備了各種 I/O，允許它們與傳統和新技術進行通訊。它們可以從機器和感測器收集資訊，並將該資料傳輸到雲端以進行遠端監控和控制。此外，它們非常緊湊，這意味著它們可以在不佔用太多寶貴空間的情況下進行部署，使其非常適合空間受限的環境。
此外，嵌入式 PC 配備了各種不同的有線、無線和蜂巢式連接選項。這允許系統連接到網際網路，以便無論部署在何處，即使是在偏遠環境中，也能卸載關鍵任務資料。此外，如果沒有網際網路連接，嵌入式電腦可以繼續正常運作，一旦網際網路連接可用，就可以卸載關鍵資料。
此外，嵌入式電腦配備了雙 SIM 卡插槽，可支援 4G、LTE 和 5G 蜂巢式連接，使其成為部署在無法始終提供可靠網際網路連接的偏遠環境中的絕佳選擇。
此外，嵌入式運算解決方案可用於邊緣運算應用程式，因為它們耗電量低，因此可以在不總是有穩定電源供應的偏遠環境中部署。這是因為這些嵌入式解決方案使用低功耗處理器，這些處理器具有低 TDP，允許它們在電池電量耗盡之前繼續運作。
常見問題 (FAQs)
1. 嵌入式電腦系統用於什麼？
嵌入式電腦系統用於各種不同的電子產品，例如冰箱、洗衣機、空調和各種其他電子產品。然而，就本部落格而言，我們專注於工業級嵌入式系統。工業級嵌入式系統可用於為資訊站、數位看板、娛樂系統、工業自動化和控制以及各種其他工業工作負載提供動力。
2. 我可以從哪裡購買嵌入式 PC？
您可以從 Premio 購買優質嵌入式 PC。Premio 在美國設計和製造高品質嵌入式電腦已有 30 多年的歷史。Premio 擁有多種嵌入式電腦選擇，例如無風扇電腦、堅固型 PC、車載電腦、緊湊型無風扇 PC 以及各種其他嵌入式運算解決方案。如果您在為您的工作負載選擇嵌入式運算解決方案方面需要協助，請聯絡我們，我們的嵌入式 PC 專業人員將協助您選擇符合您特定要求的嵌入式運算解決方案。
3. 為什麼要部署嵌入式系統？
組織選擇部署嵌入式電腦系統是因為它們體積小巧、堅固耐用，並且可以輕鬆部署在嚴苛的環境中。嵌入式系統已經過測試和驗證，可以在對消費級桌上型電腦而言過於嚴峻的環境中可靠運作。因此，組織部署它們是因為它們可以 24/7 可靠運作很長一段時間，而無需任何維護。
4. 最常見的嵌入式系統是什麼？
最常部署的嵌入式系統是無風扇嵌入式系統。這是因為它們可以防塵防屑，因此可以長時間使用而無需任何維護。
