變形金剛展雄風 ARK嵌入多領域
- 林稼弘
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早期工業電腦最普遍的應用，即在於工廠自動化，此後伴隨科技發展、人類生活的進步，工業電腦逐漸走入人們生活領域，無論POS、道路監控、電視牆，乃至於機場內的行李輸送帶，各種應用情境，都成為嵌入式工業電腦的揮灑舞台。工業電腦從幕後走向幕前，顯然已不宜固守過往硬梆梆的型態，在著重效能之餘，另需針對產品外觀、散熱、機構強固、電源、寬溫、模組擴充性等多個層面，精益求精加入設計特色，使其能成為實用的工藝品，適應多樣性的嵌入式應用環境。
為順應這股趨勢潮流，業者研華研製新一代ARK系列強固型嵌入式系統，即融入諸多設計巧思，一舉囊括散熱最佳化、寬壓輸入電源、寬溫、多元擴充性、機構強固等優質特色，從而根據Slim、Compact、Rich I/O、Expansion等不同應用主題，分別孕育ARK-1120、ARK-1503、ARK-2120及ARK-3540等全新機型，期望充分滿足市場需求。
上蓋圓弧及導熱柱 營造最佳散熱效果
由於多數嵌入式應用環境，對噪音的容忍度極低，因此研華ARK系列產品一向採取無風扇設計，讓dB值徹底歸零。但任何元件均將產生熱能，因此在無風扇的狀態下，如何將熱導至外殼，發揮最佳散熱效果，無疑是高難度設計。研華先前ARK系列，針對最易產生熱能的元件－CPU，主要倚靠導熱管進行散熱，惟導熱管是以複合材質加工製造而成，取得成本較高，且導熱距離較長，難免影響散熱效果，所以新一代ARK系列產品，一律以導熱柱取代導熱管。
導熱柱是以鋁材質一體成型設計，由於材料、製程相對單純，因此成本較低，對客戶是一大福音；其更大特色在於導熱距離明顯縮短，有助提高轉換效率，營造更佳散熱效果。除了導熱柱外，另一大亮點則為上蓋圓弧；回顧以往ARK系列機種，其上蓋沿襲分離式設計，而新一代上蓋圓弧則改採一體式ㄇ字架構，為包覆式設計，使得散熱面積因而擴大，有助提高導熱效率。在上蓋圓弧的表面，清楚可見一根根鋁質圓錐形鰭片(Fin)，這般設計蘊含莫大深意。第一，相較於過往稜角分明的鰭片設計，圓錐體可說更加美觀；第二，圓錐形鰭片可縮小人手接觸面積，因此在進行維修時，較不易燙手；第三，拜圓錐形設計所賜，鰭片與鰭片之間的空間距離，明顯較以往擴大，藉此提升風流效果，更加易於帶走熱氣。
採取精密式組合 增強結構強固
有關機構強固部分，研華新一代ARK系列嵌入式工業電腦，其主機板上的電容與相關零件，皆具備高達5G的抗震能力，可有效避免因震動而受損或剝離。為了提高結構強度，且不影響系統耐震度，採取了精密式的組合設計，盡可能精簡或省略纜線(Cable)及螺絲數量，甚至在產品外觀上，已未見任何螺絲孔。新一代ARK系列產品訴諸一體成型、上下式結合之設計，使得機箱易於拆裝，方便進行維護，因此對於螺絲的倚賴程度，原本就較以往降低；更重要的考量在於，螺絲不僅有鬆脫疑慮，且容易產生風化現象，這些潛在風險，都可能損害結構強度，理應盡可能減少使用。
至於Cable，一來可能因安裝不當或品質瑕疵，容易產生故障，算是不安定因素；再者，Cable使用數量愈多，也將占據更大機構空間，從而影響散熱效率，因此，研華採取將連接器(Connector)設計在主板之上，運用MIOe這項可客製化的模組式擴充介面，滿足客戶各項應用，不再動用大量Cable傳遞I/O訊號，藉此保留足夠空間，確保處理器、南橋晶片、記憶體、硬碟等主要元件之有效散熱性。
精巧的外觀設計 滿足各式應用需求
相較以往，研華表示，新一代ARK系列機種，在外觀上已有重大突破，不僅因上蓋的一體成形包覆式設計、圓椎形鰭片設計，從而增添美觀元素，且拜諸多設計巧思所賜，更契合各式應用情境，發揮最大實用價值。首先在上蓋圓弧處，特別保留VESA標準孔位，使得客戶無須費心鎖住鐵盤，便可直接將主機鎖入懸臂，順利與Panel整合。此外，為了維持核心元件一致性，並儘可能迎合不同客戶需求，研華推出一個可供客戶彈性運用空間的Bracket結構體，以此支架空間裝載兩片擴充卡，堪稱饒富創意、面面俱到之嶄新設計。
寬壓加寬溫 有效切進嚴苛環境
工業電腦多被應用於工業環境，因此研華對於嵌入式產品的電源設計，向來都以DC-to-DC電源模組為基準，以直流電供電、取電，藉此營造更高穩定度，且更加適應工業生產環境。以往ARK系列產品支援的直流電輸入電壓，介於12V ~24V區間，新一代產品則擴大成為9V ~34V；而其Default支援的溫度範圍，也順勢擴大至-20℃~60℃，並可依客戶特殊需求予以擴增。隨著寬溫及寬壓優勢之強化，研華新一代ARK系列強固型嵌入式系統，更能符合工業等級之嚴苛環境要求。
MIOe彈性化設計 滿足垂直市場的多樣需求
伴隨市場需求快速變遷，使得垂直應用更趨多樣性，彼此I/O擴充需求差異甚大。譬如需要懸掛42吋大螢幕的客戶，需要多個DVI連接器；養護中心需要加裝擴大器(Amplifier)；一般工業生產環境，則需要使用更多COM埠。面對多變的深度垂直應用需求，工業電腦廠不論透過ODM完全客製化、或提供多種嵌入式電腦模組來試圖滿足，似乎都緩不濟急，且可能因量能過小導致成本高漲；為解決這項難題，研華新一代ARK系列結合MIOe創新版卡彈性化設計，將可能需要的擴展介面功能，收斂在統一定義好的連接器，然後透過匯流排，與MIO主板進行I/O訊號交換。藉由此項堆疊式設計，可迅速搶攻不同市場，從而讓使用者透過研華所提供的現有不同功能的模組，快速組合出所需的特色產品。(本文由 Myadvantech no.19提供，林稼弘整理)
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