【国家标准】 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
中华人民共和国国家标准
GB/T26804.1—2011
工业控制计算机系统免费标准bzxz.net
功能模块模板
第1部分：处理器模板通用技术条件Industrial control computer system-Function module-Part 1 :General specification for processor module2011-07-29发布
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
2011-12-01实施
GB/T26804.1—2011
规范性引用文件
术语和定义
主要设计要求
主要技术性能
电源适应能力
环境适应要求
电磁兼容性要求
可靠性要求
标志、包装、贮存
附录A（规范性附录）
附录B资料性附录）
参考文献
处理器模板尺寸规范
处理器模板尺寸规范（划分IO接口区及限高区）10
GB/T26804《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：模拟量输人输出通道模板通用技术条件；第4部分：模拟量输人输出通道模板性能评定方法；一第5部分：数字量输人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/T26804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。GB/T26804.1—2011
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。
1范围
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GB/T 26804.1—2011
GB/T26804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/T26804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/T1988信息技术信息交换用七位编码字符集（eqVISO/IEC646：1991）GB2312信息交换用汉字编码字符集基本集GB4943—2001信息技术设备的安全GB5007.1一2010信息技术汉字编码字符集（基本集）24点阵字型GB5199—2010信息技术汉字编码字符集（基本集）15×16点阵字型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GB6345.1—2010
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
GB6345.2—2008
GB6345.4—2008
信息技术汉字编码字符集（基本集）32点阵字型第4部分：仿案体
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
GB12041.4—2008
工业产品使用说明书总则
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GB12345—19901
信息交换用汉字编码字符集辅助集GB13000—2010
GB16793.1—2010
GB16794.1—2010
信息技术通用多八位编码字符集（UCS）（ISO/IEC10646：2003，IDT）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/T17212工业过程测量和控制术语和定义（idtIEC902：1987）GB/T17626.2—2006
GB/T17626.3—2006
2002,IDT)
GB/T17626.4—2008
2005,IDT
GB/T17626.5—2008
2005,IDT
GB/T17626.6—2008
2006,IDT）
电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（IEC61000-4-2：2001，电磁兼容
试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（IEC61000-4-3：试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（IEC61000-4-4：电磁兼容
电磁兼容
试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（IEC61000-4-5：试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度（IEC61000-4-6：电磁兼容
GB/T 26804.1—2011
GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验（IEC61000-4-8:2001，IDT)
GB18030—2005信息技术中文编码字符集GB/T26802.1一2011工业控制计算机系统通用规范第1部分：通用要求GB/T26803.2一2011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/T26803.3一2011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/T26805.3—2011
工业控制计算机系统软件第3部分：文档管理指南GB/T26805.4一2011工业控制计算机系统软件第4部分：工程化文档规范GB/T26805.5一2011工业控制计算机系统软件第5部分：用户软件文档SJ/T11193一1998微型数字电子计算机多媒体性能规范SJ/T11363—2006
3术语和定义
电子信息产品中有毒有害物质的限量要求GB/T17212、GB/T26802.1—2011确立的以及下列术语和定义适用于GB/T26804的本部分。3.1
processormodule
处理器模板
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。
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solidstatedisk
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。
4.3结构和外观要求
GB/T26804.1—2011
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。自带的所有输人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/T9969—2008的要求，软件文档应符合GB/T26805.3—2011、GB/T26805.42011和GB/T26805.5—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：GB18030—2005或GB13000—2010；-GB2312;
GB2312和GB12345—1990；
-GB/T1988:
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（GB5199—2010）—般用于显示；—24×24（GB5007.1—2010、GB16793.1—2010）可用于显示或打印；32×32（GB6345.1—2010、GB6345.4—2008、GB6345.2—2008)可用于打印；48×48（GB12041.4—2008、GB16794.1—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GB4943一2001中的要求，具体温升值在产品标准中规定；一一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/T11363一2006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。
GB/T26804.1—2011
主要技术性能
5.1电气特性
功耗等级
表1功耗等级
最低功耗
6W~15W
15W~40W
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、输人输出控制器、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;
PICMG1.0、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;
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5.3.1.1ETX
参考《ETX Specification Document Revision 3. 02》。5.3.1.2COMExpress
参考《PICMGCOM.oRl.OComputerOnModuleSpecification》。5.3.1.3PICMG1.0、1.2、1.3
参考《PICMG1.0R2.0 Specification》、《PICMG1.2R1.0Specification》、《PICMG1.3SystemHostBoardPCIExpress Specification》。5.3.1.4 CPCI
参考《PICMG2.0R3.0CompactPCISpecification》5.3.1.5PC/104,PC/104-plus,PCI-104,PCI/104-Express,PCIe/104参考《PC/104SpecificationVersion2.5》、《PC/104-PlusSpecificationVersion2.2》、《PCI-104Speci-fication Version 1.0》、《PCI/104-Express &.PCle/104 Specification Version 1.0》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/T26803.2—2011的要求。5.3.2.2外部并行总线接口
符合GB/T26803.3—2011的要求。5.3.3输入输出接口
GB/T 26804.1—2011
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《FrontPanelI/OConnectivityDesignGuideVersion2.2》，如以下接：PS/2键盘、鼠标接口；
一通用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、输人设备等接收各种数据信号、状态信号、控制信号的输人；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。
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/T11193一1998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/T26804.1—2011
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土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，定。
纹波/杂讯范围参考表3。
+12VDC
-12VDC
+12VDC
-12VDC
环境适应要求
环境温度影响
电源适应范围
表3纹波/杂讯
最大纹波&杂讯/mVpp
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48h，之后立即进行测试，应能无元器件损坏，能正常工作。
工作温度/℃
0～~60
-15~65
-25～70
-40~85
注：低温工作允许有局部自加热设备7.2
环境湿度影响
工作和存运输温度
贮存温度/℃
-25~75
-40～85
-55~95
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48h，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
振动、冲击影响
工作湿热条件
相对湿度/%
20%~75%(40℃)
20%~80%(40℃)
20%~95%(40℃）
表5湿热条件
GB/T 26804.1—2011
贮存湿热条件
相对湿度/%
20%~80%(40 ℃)
20%~95%(40 ℃)
20%~95%(40℃)
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
频率/Hz
20～60不工作
15~200
50~500
5～30
50~500
振动谱型
加速度/（m/s）
正弦振动
振幅/mm
随机振动条件
总均方根加速度/（m/s\）
20~500Hz,0.1g/Hz
5~200 Hz,0.02 g2 /Hz
200~1 000 Hz,3 dB/oct
10~50Hz,+3dB/oct
50~500Hz,0.16g2/Hz
500~2 000 Hz, 6 dB/oct
加速度/（m/s）
50不加电
3冲击条件
持续时间/ms
半正弦波
半正弦波
半正弦波
半正弦波
振动方向
振动方向
振动方向
单向振动时间/min
每方向振动时间
5min/向
5min/向
5min/向
每方向次数