GB/T 26804.1-2011 工业控制计算机系统 功能模块模板 第1部分：处理器模板通用技术条件

　　ICS 25. 040. 40 N 18

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26804. 1—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板

　　第 1 部分 :处理器模板通用技术条件

　　Industrialcontrolcomputersystem—Function module—

　　Part1:Generalspecification forprocessormodule

　　2011-07-29发布 2011-12-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 26804. 1—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 2

　　4 主要设计要求 2

　　5 主要技术性能 4

　　6 电源适应能力 6

　　7 环境适应要求 6

　　8 电磁兼容性要求 8

　　9 可靠性要求 9

　　10 标志 、包装 、贮存 10

　　附录 A(规范性附录) 处理器模板尺寸规范 11

　　附录 B(资料性附录) 处理器模板尺寸规范(划分 IO 接口区及限高区) 27

　　参考文献 43

　　GB/T 26804. 1—2011

　　前 言

　　GB/T 26804《工业控制计算机系统 功能模块模板》分以下部分 :

　　— 第 1部分 :处理器模板通用技术条件 ;

　　— 第 2部分 :处理器模板性能评定方法 ;

　　— 第 3部分 :模拟量输入输出通道模板通用技术条件 ;

　　— 第 4部分 :模拟量输入输出通道模板性能评定方法 ;

　　— 第 5部分 :数字量输入输出通道模板通用技术条件 ;

　　— 第 6部分 :数字量输入输出通道模板性能评定方法 。

　　本部分是 GB/T 26804的第 1部分 。

　　本部分的附录 A 为规范性附录 , 附录 B为资料性附录 。

　　本部分由中国机械工业联合会提出 。

　　本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归 口 。

　　本部分负责起草单位 :研祥智能科技股份有限公司 。

　　本部分参加起草单位 :北京康拓科技开发总公司 、北京研华兴业电子科技有限公司 、西南大学 、中国计算机学会工业控制计算机专业委员会 。

　　本部分主要起草人 : 陈志列 、庞观士 、廖宇晖 。

　　本部分参加起草人 :马飞 、张伟艳 、刘鑫 、叶剑波 、刘永池 、刘学东 、刘朝晖 、吕静 、杨颂华 、黄伟 、李涛 、祝培军 、杨孟飞 。

　　Ⅰ

　　GB/T 26804. 1—2011

　　工业控制计算机系统 功能模块模板第 1 部分 :处理器模板通用技术条件

　　1 范围

　　GB/T 26804的本部分规定工业控制计算机系统处理器模板主要设计要求 、主要技术性能 、电源适应性 、环境适应性要求 、可靠性要求 、标志 、包装 、贮存等 。

　　本部分适用于工业控制计算机处理器模板的设计 、制造及验收 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过 GB/T 26804的本部分的引用而成为本部分的条款 。凡是注日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分 ,然而 ,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否 可 使 用 这 些 文 件 的 最 新 版 本 。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件 , 其 最 新 版 本 适 用 于 本部分 。

　　GB/T 1988 信息技术 信息交换用七位编码字符集(eqvISO/IEC 646:1991)

　　GB 2312 信息交换用汉字编码字符集 基本集

　　GB 4943—2001 信息技术设备的安全

　　GB 5007. 1—2010 信息技术 汉字编码字符集(基本集) 24点阵字型

　　GB 5199—2010 信息技术 汉字编码字符集(基本集) 15× 16点阵字型

　　GB

　　6345. 1—2010

　　信息技术

　　汉字编码字符集(基本集) 32点阵字型

　　第 1部分 :宋体

　　GB

　　6345. 2—2008

　　信息技术

　　汉字编码字符集(基本集) 32点阵字型

　　第 2部分 :黑体

　　GB

　　6345. 4—2008

　　信息技术

　　汉字编码字符集(基本集) 32点阵字型

　　第 4部分 :仿宋体

　　GB 9254—2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

　　GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书 总则

　　GB 12041. 4—2008 信息技术 汉字编码字符集(基本集) 48点阵字型 第 4部分 :仿宋体GB 12345—1990 信息交换用汉字编码字符集 辅助集

　　GB 13000—2010 信息技术 通用多八位编码字符集(UCS) (ISO/IEC 10646:2003,IDT)

　　GB16793. 1—2010 信息技术 通用多八位编码字符集(CJK统一汉字) 24点阵字型 第 1部分 :宋体

　　GB16794. 1—2010 信息技术 通用多八位编码字符集(CJK统一汉字) 48点阵字型 第 1部分 :宋体GB/T 17212 工业过程测量和控制 术语和定义(idtIEC 902:1987)

　　GB/T 17626. 2—2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验(IEC 61000-4-2:2001, IDT)

　　GB/T 17626. 3—2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC 61000-4-3: 2002,IDT)

　　GB/T 17626. 4—2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC 61000-4-4: 2005,IDT)

　　GB/T 17626. 5—2008 电 磁 兼 容 试 验 和 测 量 技 术 浪 涌(冲 击) 抗 扰 度 试 验(IEC 61000-4-5: 2005,IDT)

　　GB/T 17626. 6—2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度(IEC 61000-4-6: 2006,IDT)

　　1

　　GB/T 26804. 1—2011

　　GB/T 17626. 8—2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验(IEC 61000-4-8:2001, IDT)

　　GB 18030—2005 信息技术 中文编码字符集

　　GB/T

　　26802. 1—2011

　　工业控制计算机系统

　　通用规范 第 1部分 :通用要求

　　GB/T

　　26803. 2—2011

　　工业控制计算机系统

　　总线 第 2部分 :系统外部总线 串行接口通用技

　　术条件

　　GB/T

　　26803. 3—2011

　　工业控制计算机系统

　　总线 第 3部分 :系统外部总线 并行接口通用技

　　术条件

　　GB/T

　　26805. 3—2011

　　工业控制计算机系统

　　软件 第 3部分 :文档管理指南

　　GB/T

　　26805. 4—2011

　　工业控制计算机系统

　　软件 第 4部分 :工程化文档规范

　　GB/T

　　26805. 5—2011

　　工业控制计算机系统

　　软件 第 5部分 :用户软件文档

　　SJ/T 11193—1998

　　微型数字电子计算机多媒体性能规范

　　SJ/T 11363—2006

　　电子信息产品中有毒有害物质的限量要求

　　3

　　术语和定义

　　GB/T 17212、GB/T 26802. 1—2011确立的以及下列术语和定义适用于 GB/T 26804的本部分 。 3. 1

　　处理器模板 processormodule

　　以工业控制计算机主处理器(CPU)为核心的硬件模块 ,可以包括内存或内存插槽 、固件 、总线及输入输出接口等 。

　　3. 2

　　看门狗 watchdog

　　用于产生复位或中断信号 , 以防止死机或防止程序发生死循环的定时器电路 。

　　3. 3

　　固态盘 solid statedisk

　　以固态电子存储芯片制成的存储设备 。

　　3. 4

　　固件 firmware

　　完成一个系统最基础 、最底层工作的软件 ,是固化在集成电路内部的程序代码 。

　　3. 5

　　底/背板 backplane

　　需要搭配处理器模板才能使用 ,且带有扩展功能的硬件模块 。

　　4 主要设计要求

　　4. 1 硬件要求

　　设计产品时 ,除满足功能性设计要求外 ,还应进行软硬件兼容性 、可靠性 、易用性 、维修性 、电磁兼容性和安全性设计 。如果设计系列化产品,应遵循系列化 、标准化 、模块化和向上兼容的原则 ,并应符合有关国家标准 。

　　处理器模板应该具有系统自恢复功能 ,应该具有看门狗定时器功能 。

　　4. 2 固件要求

　　固件应与硬件系统的硬件资源相适应 ,具有一定的自检 、资源配置功能 。字符集编码及字形应符合相应国家标准 。

　　2

　　GB/T 26804. 1—2011

　　4. 3 结构和外观要求

　　结构设计应遵循标准化 、系列化的要求 。满足相应标准的安装尺寸 。 总线接口外形尺寸应符合有关总线标准规定 。 自带的所有输入输出接口要符合相应的国家标准或行业标准 。

　　处理器模板的外观应符合下列要求 :

　　— 产品表面必须没有明显的凹痕 、划伤 、裂缝 、变形和污染等 。表面涂镀层应均匀 、不应起泡 、龟裂 、脱落和磨损 ,金属零部件不得有锈蚀及其他机械损伤 。

　　— 产品表面说明功能的文字符号标志应清晰端正牢固并符合相应的国家标准 ,不应残缺和污损 。如 :铭牌 、文字数字和标志 。

　　— 产品的零部件必须坚固无松动 ,安装可抽换部件的接插件必须灵活可靠 ,布局必须方便使用 。

　　4. 4 文档和软件要求

　　文档和软件要求如下 :

　　— 必须随产品提供简体中文文档 ,文档应该能指导模块的正确安装 、使用 、维护和编程 ;

　　— 应该提供相应的驱动程序和应用软件 ;定制系统软件等需要提供相关的软件文档 ,应符合相应的国家标准 ;

　　— 说 明 文 档 应 符 合 GB/T 9969—2008 的 要 求 , 软 件 文 档 应 符 合 GB/T 26805. 3—2011、 GB/T 26805. 4—2011和 GB/T 26805. 5—2011的要求 ;

　　— 配置的软件应与硬件系统的资源相适应 ,便于掌握和操作 ;

　　— 模板上固化的软件 、程序应可升级 。

　　4. 5 中文信息处理

　　4. 5. 1 字符集

　　产品应采用国家标准规定的字符集 ,优先在下列范围内选用 :

　　—GB 18030—2005或 GB 13000—2010;

　　—GB 2312;

　　—GB 2312和 GB 12345—1990;

　　—GB/T 1988;

　　其他有关少数民族文字编码字符集 。

　　4. 5. 2 汉字字型

　　产品应采用国家标准规定的点阵汉字字型 ,优先采用下述标准点阵 :

　　— 15× 16 (GB 5199—2010)一般用于显示 ;

　　— 24×24 (GB 5007. 1—2010、GB 16793. 1—2010)可用于显示或打印 ;

　　— 32× 32 (GB 6345. 1—2010、GB 6345. 4—2008、GB 6345. 2—2008)可用于打印 ;

　　— 48×48 (GB 12041. 4—2008、GB 16794. 1—2010)可用于打印 。

　　4. 6 安全、环保、节能要求

　　4. 6. 1 安全

　　安全要求如下 :

　　— 产品的发热保护应符合 GB 4943—2001中的要求 ,具体温升值在产品标准中规定 ;

　　— 产品采用的材料和元器件应符合有关元器件的国家 、行业标准中或 IEC标准中与安全有关的要求 ;元器件应按额定值正确使用 。

　　4. 6. 2 环保

　　选用的元器件 、结构材料 、印刷电路板材料 、互连材料等应符合国家有关标准并在生命周期内是环保的 ;模板环保设计建议符合 SJ/T 11363—2006的规定 。

　　4. 6. 3 功耗

　　产品应根据实际应用 ,在正常的工作情况下 ,处理器模板最低功耗应适应表 1 中的相应范围 ,模板应该尽量节能 。

　　3

　　GB/T 26804. 1—2011

　　表 1 功耗等级

　　功耗等级

　　最低功耗

　　1

　　≤6W

　　2

　　6 W~ 15W

　　3

　　15W~ 40W

　　4

　　>40W

　　5 主要技术性能

　　5. 1 电气特性

　　产品使用说明中明确规定 CPU类型与工作频率 、总线速度 、存储器 、输入输出控制器 、外围设备控制器 、网络特性等 ,产品功能必须与说明书相符合 。

　　5. 2 机械特性

　　机械特性应遵循标准化 、系列化的要求 ,根据行业内认可的标准设计 。模板的外形尺寸 、安装孔位 、不同区域限高等应该根据规范设计 。模板应该能够互换 ,应符合人机工程的特点 。模板与底板 、背板间接口和扩展总线接插件的外形尺寸应符合有关总线标准规定 。所有输入输出接口结构尺寸要符合相应的国家标准或行业标准 。

　　行业内认可的标准结构尺寸 ,如 :

　　—ETX;

　　—COM Express;

　　—PICMG 1. 0、1. 2、1. 3;

　　—CPCI;

　　—PC/104,PC/104-plus,PCI-104,PCI/104-Express,PCIe/104;

　　—EBX,EPIC,3. 5″;

　　—ATX,MicroATX,mini-ITX;

　　—POS;

　　—EPI。

　　详细结构尺寸见附录 A,参见附录 B。

　　5. 3 总线及接口

　　5. 3. 1 处理器模板与底板、背板总线接口

　　5. 3. 1. 1 ETX

　　参考《ETX Specification DocumentRevision3. 02》。

　　5. 3. 1. 2 COM Express

　　参考《PICMG COM. 0 R1. 0 Computer On Module Specification》。

　　5. 3. 1. 3 PICMG 1. 0、1. 2、1. 3

　　参考《PICMG1. 0 R2. 0 Specification》、《PICMG1. 2 R1. 0 Specification》、《PICMG1. 3 System Host Board PCIExpress Specification》。

　　5. 3. 1. 4 CPCI

　　参考《PICMG 2. 0 R3. 0 CompactPCISpecification》

　　5. 3. 1. 5 PC/104,PC/104-plus,PCI-104,PCI/104-Express,PCIe/104

　　参考《PC/104Specification Version2. 5》、《PC/104-Plus Specification Version2. 2》、《PCI-104Speci- fication Version 1. 0》、《PCI/104-Express & PCIe/104Specification Version 1. 0》

　　4

　　GB/T 26804. 1—2011

　　5. 3. 1. 6 其他

　　参考后附参考文献中的相关文件 。

　　5. 3. 2 外部总线接口

　　5. 3. 2. 1 外部串行总结接口

　　符合 GB/T 26803. 2—2011的要求 。

　　5. 3. 2. 2 外部并行总线接口

　　符合 GB/T 26803. 3—2011的要求 。

　　5. 3. 3 输入输出接口

　　可以根据实际应用选择相关内部接 口 ,部分接口定义和尺寸内容可参考《FrontPanel I/O Connec- tivityDesign Guide Version2. 2》,如以下接 口 :

　　—PS/2键盘 、鼠标接 口 ;

　　— 通用 RJ45网 口 ;

　　— 1394总线接 口 ;

　　—CF卡接 口 ;

　　—VGA、LVDS、DVI、TTL、TV-out、S-vedio等显示设备接 口 ;

　　—IDE、SATA、SCSI接 口 。

　　5. 4 基本功能

　　5. 4. 1 数据处理功能

　　处理器模板应具有对数据的采集 、存储 、检索 、加工 、变换和传输等功能 。

　　5. 4. 2 存储功能

　　处理器模板对数据 、信息应具有内部和外部存储功能 。

　　5. 4. 3 输入、输出功能

　　处理器模板应具有通过不同的总线接口 、内外部接口 、输入设备等接收各种数据信号 、状态信号 、控制信号的输入 ;并且能把处理后的数据通过相应的总线接口 、内外部接口 、输出设备等输出 。

　　5. 4. 4 工业控制串行通信功能

　　处理器模板可通过串行口获得外部的数据 ,作为过程输入 ,数据处理后输出 。

　　5. 4. 5 状态检测功能

　　为保证处理器模板正常工作 ,应具备对处理器模板工作状态检测功能 ,如 :处理器温度 、环境温度 、电压等状态的监测功能 。 当处理器温度超过设定极限时 ,应有相应的报警输出 ,方便排除故障 。

　　5. 4. 6 系统自恢复功能

　　用于控制的计算机的处理器模板 ,要求具有看门狗定时器功能 。 能在定时器超时(预编程时间到)事件发生时 , 向系统发出中断 ,或者复位信号 ,使系统能通过预定的办法排除故障 ,恢复系统的正常运行 。根据需要 ,可以禁止或使能看门狗定时器功能 。

　　5. 5 可选功能

　　5. 5. 1 远程唤醒功能

　　处理器模板根据实际应用可通过网络接口或 COM 接口接收 远 程 信 号 从 待 机 、睡 眠 、关 机 状 态 下唤醒 。

　　5. 5. 2 固态盘存储功能

　　处理器模板根据实际应用可支持不同的固态盘存储设备 ,如 :CF卡 、ADC、DOM等 。

　　5. 5. 3 多媒体功能

　　处理器模板根据实际应用可支持多媒体功能 ,工业控制计算机应符合 SJ/T 11193—1998的规定 。

　　5. 5. 4 工业控制网络通信要求

　　处理器模板可以通过网络接口在英特网 、局域网等各种网络中与其他网络通信设备进行数据传输 。

　　5

　　GB/T 26804. 1—2011

　　5. 5. 5 信息安全保护功能

　　处理器模板根据实际应用可支持信息安全保护功能 。

　　5. 5. 6 系统管理功能

　　处理器模板在相应硬件 、软件支持下 ,应该能实现远程故障判断 ,方便升级维护 。

　　6 电源适应能力

　　要求能在电压标称值 ±5%、纹 波/杂 讯 标 称 值 0. 1%的 条 件 下 正 常 工 作 , 标 称 值 在 产 品 标 准 中 规定 。对于电源有特殊要求的单元应在产品标准中加以说明 。如 :ATX 电源的电源适应范围参考表 2,纹波/杂讯范围参考表 3。

　　表 2 电源适应范围

　　输入

　　范围

　　最小

　　正常

　　最大

　　单位

　　+12VDC

　　±5%

　　+11. 4

　　+12. 00

　　+12. 60

　　V

　　+5VDC

　　±5%

　　+4. 75

　　+5. 00

　　+5. 25

　　V

　　+3. 3 VDC

　　±5%

　　+3. 14

　　+3. 30

　　+3. 47

　　V

　　-12 VDC

　　±10%

　　-10. 80

　　-12. 00

　　-13. 20

　　V

　　+5VSB

　　±5%

　　+4. 75

　　+5. 00

　　+5. 25

　　V

　　表 3 纹波/杂讯

　　输入

　　最大纹波 & 杂讯/mVpp

　　+12VDC

　　120

　　+5VDC

　　50

　　+3. 3 VDC

　　50

　　-12 VDC

　　120

　　+5VSB

　　50

　　7 环境适应要求

　　7. 1 环境温度影响

　　温度特性分工作温度 、贮存温度 。处理器模板在表 4规定的工作温度范围内应能正常工作 ,在无包装 、不通电时置于试验箱内 ,达到规定的贮存温度严酷等级下至少保持 48 h,之后立即进行测试 ,应能无元器件损坏 ,能正常工作 。

　　表 4 工作和贮存运输温度

　　级别

　　工作温度/℃

　　贮存温度/℃

　　1

　　0~ 60

　　-25~ 75

　　2

　　-15~ 65

　　-25~ 75

　　3

　　-25~ 70

　　-40~ 85

　　4

　　-40~ 85

　　-55~ 95

　　注 : 低温工作允许有局部自加热设备 。

　　7. 2 环境湿度影响

　　处理器模板在表 5 规定的工作湿度条件下 ,应能满足规定的绝缘电阻要求 ,工作正常 ,且表面无锈痕 、无污染 ,在无包装 、不通电时置于试验箱内 ,在达到规定的贮存湿热严酷等级下至少保持 48 h,之后湿度恢复正常再进行测试 ,应能无元器件损坏 ,能正常工作 。

　　6

　　GB/T 26804. 1—2011

　　表 5 湿热条件

　　级别

　　工作湿热条件

　　贮存湿热条件

　　相对湿度/%

　　相对湿度/%

　　1

　　20% ~ 75%(40 ℃)

　　20% ~ 80%(40 ℃)

　　2

　　20% ~ 80%(40 ℃)

　　20% ~ 95%(40 ℃)

　　3

　　20% ~ 95%(40 ℃)

　　20% ~ 95%(40 ℃)

　　7. 3 振动、冲击影响

　　经组装的处理器模板在表 6 的正弦振动条件 、表 7 的随机振动条件 、表 8 的冲击条件下 ,应无机械损伤和零部件松动等现象 ,功能特性 、电气特性应符合原规定 。

　　表 6 正弦振动条件

　　级别

　　正 弦 振 动

　　频率/Hz

　　加速度/(m/s2 )

　　振幅/mm

　　振动方向

　　单向振动时间/min

　　1

　　20~ 60不工作

　　10

　　1

　　7

　　2

　　5~ 15

　　0. 4

　　1~ 3

　　7

　　15~ 200

　　15

　　3

　　15~ 30

　　0. 4

　　3

　　7

　　30~ 50

　　15

　　50~ 500

　　42

　　4

　　5~ 30

　　0. 5

　　3

　　7

　　30~ 50

　　15

　　50~ 500

　　42

　　表 7 随机振动条件

　　级别

　　振动谱型

　　总均方根加速度/(m/s2 )

　　振动方向

　　每方向振动时间

　　1