倍福最新推出了新一代高性能工業(yè) PC 設(shè)備，這些設(shè)備是 CX 系列嵌入式控制器的延伸與擴(kuò)展，同樣也適合安裝在 DIN 導(dǎo)軌上，而且可以直接插接 I/O 組件。

新型號(hào)嵌入式控制器創(chuàng)造了新的性能記錄

傳統(tǒng)的 CoreTM i7 處理器的每個(gè) CPU 只能有 4 個(gè)處理器核，達(dá)到了其性能極限，而所有 Intel? Xeon? D 處理器最多都可以提供 16 個(gè)處理器核。由于 16 核型號(hào)目前還不能用作熱穩(wěn)定的 eTemp SKU，因此它未包含在最新擴(kuò)展的 CX 系列中。這是因?yàn)檫@些新設(shè)備需要在 -25°C 至 + 60°C 的環(huán)境溫度下工作。

即使是在執(zhí)行要求極為嚴(yán)苛的自動(dòng)化任務(wù)時(shí)，新設(shè)備系列中使用的 4、8 和 12 個(gè)處理器核也具有足夠的計(jì)算能力和并行處理能力。TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件能夠?qū)⒏鱾€(gè)控制程序任務(wù)分配給各個(gè)處理器核，因此可以為多個(gè)處理器核詳細(xì)地計(jì)劃 CPU 負(fù)載。如果與 EtherCAT 高性能現(xiàn)場(chǎng)總線同時(shí)使用，就可以在單個(gè)處理器核上實(shí)現(xiàn) 100 μs 的任務(wù)周期時(shí)間。

這一新高端系列的嵌入式控制器適用于現(xiàn)有 CX2000 插拔式模塊的所有系列

下面的概覽表中所示的是這次產(chǎn)品擴(kuò)展包含的三個(gè)新控制器型號(hào)：

如上表所示，這三個(gè)型號(hào)的控制器的區(qū)別在于使用的 CPU 不同：它們都采用 Intel? Xeon? D 處理器，可選配 4/8/12 個(gè)處理器核，屬于第五代Intel? CoreTM 微架構(gòu)，采用 14 nm 處理技術(shù)。

英特爾將其 Xeon? D 型 CPU 歸類(lèi)為“中級(jí)服務(wù)器”CPU。這解釋了它們?nèi)绾卧诳蛻舳?CPU 和真正的 Xeon? 服務(wù)器 CPU 之間建立鏈接 — 與Xeon? D CPU 不同 — 它們可以用于使用 NUMA（非統(tǒng)一內(nèi)存訪問(wèn)）架構(gòu)設(shè)置多個(gè) CPU 系統(tǒng)。

相比之下，Xeon? D 處理器獨(dú)立運(yùn)行，具有系統(tǒng)更簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)包含了通常需要的另一塊芯片 — 平臺(tái)控制器中樞（PCH），也就是片上系統(tǒng)（SoC）。

最終的結(jié)果是，使用這些芯片能夠設(shè)計(jì)超緊湊的工業(yè)主板，從而節(jié)省最終用戶的控制柜空間。例如，倍福為 CX20x2 系列開(kāi)發(fā)的主板尺寸僅為 8.5 cm × 20.5 cm。

盡管其體積小，但該嵌入式控制器系列包含兩個(gè)獨(dú)立的 1 Gbit 以太網(wǎng)MAC/PHY（而不是內(nèi)置 10 Gbit 以太網(wǎng)口，這在自動(dòng)化中仍然是罕見(jiàn)的），它們兼容甚至使用與 CX2000 嵌入式控制器中的以太網(wǎng)控制器相同的芯片。

新型號(hào)嵌入式控制器創(chuàng)造了新的性能記錄

傳統(tǒng)的 CoreTM i7 處理器的每個(gè) CPU 只能有 4 個(gè)處理器核，達(dá)到了其性能極限，而所有 Intel? Xeon? D 處理器最多都可以提供 16 個(gè)處理器核。由于 16 核型號(hào)目前還不能用作熱穩(wěn)定的 eTemp SKU，因此它未包含在最新擴(kuò)展的 CX 系列中。這是因?yàn)檫@些新設(shè)備需要在 -25°C 至+ 60°C 的環(huán)境溫度下工作。

即使是在執(zhí)行要求極為嚴(yán)苛的自動(dòng)化任務(wù)時(shí)，新設(shè)備系列中使用的4、8 和 12 個(gè)處理器核也具有足夠的計(jì)算能力和并行處理能力。TwinCAT3 自動(dòng)化軟件能夠?qū)⒏鱾€(gè)控制程序任務(wù)分配給各個(gè)處理器核，因此可以為多個(gè)處理器核詳細(xì)地計(jì)劃 CPU 負(fù)載。如果與 EtherCAT 高性能現(xiàn)場(chǎng)總線同時(shí)使用，就可以在單個(gè)處理器核上實(shí)現(xiàn) 100 μs 的任務(wù)周期時(shí)間。

另一個(gè)能夠提高性能的重要功能特點(diǎn)是它采用獨(dú)立顯卡：由于 Intel?Xeon? CPU 內(nèi)不包含顯卡，CX20x0 設(shè)備內(nèi)集成了一個(gè)獨(dú)立的 2 GB RAM顯卡。將 CPU RAM 與 GPU RAM 分離防止兩個(gè)計(jì)算單元相互沖突。

由于 CPU 和 GPU 靠得如此近，會(huì)產(chǎn)生大功率密度，因此整合了一臺(tái)風(fēng)扇來(lái)散熱?？梢允褂?TwinCAT PLC 調(diào)節(jié)并持續(xù)監(jiān)測(cè)風(fēng)扇速度。因此，可以在早期就檢測(cè)到是否有任何異常行為，需要時(shí)可以定期更換風(fēng)扇。這種服務(wù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是非常容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)轱L(fēng)扇可以簡(jiǎn)單地就插入進(jìn)去，無(wú)需使用電纜。

系統(tǒng)工具箱中的連續(xù)性

這三個(gè)新的控制器型號(hào)可以無(wú)縫集成到 CX2000 嵌入式控制器系列中。與以前體積最大的 CX2040 控制器相比，新型號(hào)的外殼要長(zhǎng) 6 厘米，外形尺寸為 205 毫米 x 100 毫米 x 91 毫米，盡管如此，相對(duì)于它所提供的高處理能力來(lái)說(shuō)，它的體積仍然是很小的。不管它們所采用的是哪種 Xeon? D 處理器，所有已經(jīng)發(fā)布的型號(hào)都采用相同的外殼。

CX2000 系列的所有基本接口在新型號(hào)中都可用：2 x GBit Ethernet 接口，4 x USB 3.0、DVI-I 接口（包括 VGA）以及可靈活配置的多選項(xiàng)接口。使用最后一個(gè)接口可以在出廠時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展。在每種情況下，都可以通過(guò)添加一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展，例如添加一個(gè) EtherCAT 從站、RS232、RS485、各個(gè)用作主站或從站的舊現(xiàn)場(chǎng)總線，或者添加第二個(gè) DVI-D，或者 Display port 輸出口。

所有現(xiàn)有的 CX2000 插拔式模塊 — 包括那些從左側(cè)和右側(cè)插接的模塊 — 也可以在新設(shè)備上使用。這樣用戶可以選擇在左邊安裝各種可插拔的 Ethernet、USB 3.0、RS232、RS485、PoE、PROFIBUS 主站/從站和 CAN 主站/從站接口，選擇在右邊安裝 CFast、硬盤(pán)和 USB 口遠(yuǎn)距離傳輸模塊。

新設(shè)備與現(xiàn)有的 CX2000 系列使用的是相同的標(biāo)準(zhǔn)電源，即 CX2100-0014 和 CX2100-0914，后者提供了使用電化學(xué)電池來(lái)產(chǎn)生不間斷電源（UPS）的方法。這樣可以維持 15 至 25 分鐘的電量，足以在發(fā)生電源故障時(shí)有序關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，乃至完全斷電。

另一個(gè)為人們所熟知的功能特點(diǎn)是它能夠自動(dòng)識(shí)別所連接的 I/O 端子模塊，這些模塊可以連接電源模塊。無(wú)論這些 I/O 端子模塊是 E-bus型（EtherCAT 端子模塊）還是 K-bus 型（總線端子模塊），每個(gè)組件都會(huì)被自動(dòng)檢測(cè)并快速形成應(yīng)用所需的 I/O 系統(tǒng)。

倍福新型號(hào)的嵌入式控制器一如既往保證有效的生命周期：包括 10年的供貨周期和供貨周期后的 10 年售后服務(wù)周期。多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，這個(gè)生命周期的設(shè)定完全適應(yīng)并且遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際 PC 技術(shù)的更新周期。

TwinCAT 3 基于 Windows 10 操作系統(tǒng)

Microsoft Windows 10 IoT Enterprise 被用作長(zhǎng)期服務(wù)分支（LTSB）中的操作系統(tǒng)。這個(gè)名稱指的是完整版的 Windows 10 Enterprise 系統(tǒng)，它是一個(gè)能夠通過(guò)安裝更新來(lái)實(shí)現(xiàn)更多控制的系統(tǒng)：一方面，不會(huì)自動(dòng)安裝更新，另一方面，這些系統(tǒng)僅接收錯(cuò)誤更正和嚴(yán)重等級(jí)的安全補(bǔ)丁。與 CB 版本（CB=當(dāng)前分支）不同，LTSB 不包括任何功能擴(kuò)展或更新版本的補(bǔ)充。這是為了確保操作系統(tǒng)保留其功能可用性。

這樣也完全無(wú)需擴(kuò)展 Windows 10 中的組件 — 這個(gè)版本的操作系統(tǒng)非常龐大，它的優(yōu)勢(shì)在于，用戶不再需要詢問(wèn)操作系統(tǒng)中包含的軟件是否需要使用專(zhuān)門(mén)的組件。CX2042、CX2062 和 CX2072 設(shè)備僅有采用這一操作系統(tǒng)的 64 位版本的型號(hào)可供貨。新開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目肯定會(huì)基于TwinCAT 并采用 64 位操作系統(tǒng)，以方便分配多核任務(wù)并能夠配備 4 GB以上的 RAM，而這兩點(diǎn)是 32 位系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

DIN 導(dǎo)軌安裝式“服務(wù)器處理能力”

配備全新 Intel? Xeon? 處理器的 CX 系列設(shè)備是高性能工業(yè)控制系統(tǒng)，具有模塊化設(shè)計(jì)、靈活、堅(jiān)固耐用、多樣化和供貨周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。它們采用 12 核處理器，再加上采用獨(dú)立顯卡，使得這些適合 DIN 導(dǎo)軌安裝的設(shè)備具有前所未有的處理能力。

Andreas Thome，倍福公司   PC 控制產(chǎn)品經(jīng)理