嵌入式主板选型与应用指南

嵌入式主板是专为嵌入式系统设计的核心硬件平台，广泛应用于工业控制、物联网、医疗设备等领域。以下是关于嵌入式主板的详细介绍：

1.嵌入式主板的核心特点

紧凑尺寸：通常采用小型化设计（如Mini-ITX、NUC、SOM模块），适应空间受限场景。

低功耗：针对长时间运行优化，功耗可低至几瓦（如ARM架构），适合无风扇设计。

高可靠性：支持宽温工作（-40°C~85°C）、防尘防震，满足工业级标准（如MIL-STD-810G）。

定制化能力：支持硬件接口裁剪（如GPIO、CAN总线）、软件系统定制（Linux、RTOS）。

2.典型应用场景

工业自动化：PLC控制、机器人、生产线监控（例：研华工控主板）。

智能终端：自助终端、数字标牌、POS机（常见于瑞芯微RK系列方案）。

物联网边缘计算：数据采集、网关设备（如树莓派CM4模组）。

医疗设备：便携式监护仪、影像处理设备（需通过FDA/IEC60601认证）。

3.主流架构对比

架构类型	代表芯片	优势	典型场景
ARM	NXPi.MX8、瑞芯微RK3588	低功耗、高集成度	移动设备、边缘计算
x86	IntelAtom、AMDRyzenV1000	高性能、Windows兼容	机器视觉、数字标牌
RISC-V	全志D1、平头哥玄铁	开源灵活、成本可控	新兴IoT设备

4.关键选型要素

算力需求：

轻量级任务（传感器采集）：Cortex-A7/A53（500MHz-1.5GHz）

AI推理/多媒体处理：需NPU（如瑞芯微RK3588的6TOPS算力）

接口扩展：

工业场景必备：RS-485、CAN总线、隔离DI/DO

多媒体需求：HDMI2.0、MIPI-CSI摄像头接口

环境适应性：

宽压输入（9-36VDC）、EMC抗干扰设计

高湿度环境需三防漆涂层处理

开发支持：

BSP包完整性（Linux内核版本、驱动支持）

厂商是否提供SDK（如NVIDIAJetson的CUDA工具链）

5.开发注意事项

散热设计：封闭环境需计算热功耗（TDP），优先选择铝合金外壳被动散热

电源管理：选用工业级DC-DC模块（如MORNSUN的宽压输入方案）

固件安全：启用SecureBoot、TPM2.0加密（防止恶意固件刷写）

长期供应：选择生命周期10年+的型号（如TISitaraAM6x系列）

嵌入式主板选型需结合具体场景的实时性、可靠性及成本要求，同时需评估供应链稳定性。对于关键任务场景，建议选择配备看门狗定时器（WDT）和冗余电源设计的方案。