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适用于工业计算和工厂自动化工作负载的最受欢
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摘要：随着物联网，大数据和机器智能的技术进步对制造业和自动化等行业提出了更高的要求，数据及其价值在信息技术（IT）和运营技术（OT）?效率方面的变化仍在不断发生重大变化???。在
随着物联网，大数据和机器智能的技术进步对制造业和自动化等行业提出了更高的要求，数据及其价值在信息技术（IT）和运营技术（OT）?效率方面的变化仍在不断发生重大变化???。在这个转型时代或所谓的“工业4.0”时代，越来越多的设备连接到机器。这给计算系统带来了巨大的压力，使其在特定功能和工作负载性能方面变得通用。
例如，工业计算机现在充当平台，用于在本地或边缘级别进行更紧密的工作负载合并和融合。换句话说，工业计算系统现在需要能够管理各种数据输入，这些数据来回传输有价值的信息以进行实时决策。因此，工业计算机需要支持各种旧式和新式输入输出（I / O）端口，以实现更强大的计算操作。本文将解释当今工业计算部署中使用的一些最受欢迎的I / O端口。
串行端口
为了使工业计算机能够与其他设备通信，串行端口是最常用的传统端口。串行端口标准可以追溯到1960年代，并且在将近60年后的今天仍在使用。这证明了串行端口的设计水平以及其数据传输的可靠性和质量。串行端口的主要限制是其数据速率，最高约为115,200位/秒。
RS-232 / 422/485
对于旧版串行端口，可以将其配置为以三种不同的模式运行：RS-232 / 422/485，具体取决于应用程序和与其连接的设备。
RS-232：在此模式下，端口以单点对点拓扑操作：只能连接一个设备。通常用于调制解调器，鼠标或键盘。电缆的最大长度为15m，最大运行速度为9,600波特。由于其单端数据传输，该端口还容易受到传输噪声和数据错误的影响。
RS-422：此模式类似于RS-232，但有一些优点。最大电缆长度可达1200m。而且，它可以在单主机，多从机模式下运行。这允许端口最多将数据传输到10个不同的设备。与RS-232相比，此模式还具有更好的抗传输噪声能力，因为它使用分开的导线对发送/接收数据并以差分数据传输模式工作。
RS-485：此模式扩展了RS-422的功能。它提供了真正的多点拓扑，而不是RS-232 / 422的单点对点。这样一来，最大连接的设备数可以增加到32个，但有一个限制，一次只能发送一个设备。
USB端口
USB于1995年被认为是老化的串行端口的替代品，USB已成为消费和工业市场上使用的大多数设备或传感器的事实上的标准端口。随着对更大带宽的需求增加，?传统的串行端口无法实现?视觉摄像头和指纹读取?器等现代?物联网传感器；这些类型的设备需要的带宽远远高于115.2 b / sec。对于大多数工业系统而言，传统串行端口的数量与较新的USB端口之间可以达到很好的平衡。根据? ?上?在应用程序和环境中，系统可能需要同时存在两个端口。系统上的旧版串行端口可用于连接到较旧的自动化设备或传感器，而现代高分辨率相机则可连接至USB端口。?除了USB端口的?更高的速度和灵活性，它也使智能电源管理连接的USB设备，缺乏传统的串行端口上的特性。此电源管理功能使系统可以使不使用的设备进入睡眠状态以接通电源，并在需要设备时立即将它们唤醒。如果有多个USB设备连接到系统，则可以帮助降低系统的总体功耗。
由于现代设备需要更高的速度，因此串行端口的后继产品于1995年作为通用串行总线或USB推出。USB的设计完全是为了解决传统串行端口的这些主要限制而设计的：
速度：USB 1.0以12 Mb /秒的数据速率启动，远大于115.2 b / s。USB版本的每次迭代都会将速度提高一个数量级，到2020年，速度将达到40 Gb / s。
多个设备：传统串行端口主要是一对一的端口设计。这将需要多个端口才能连接常见的外围设备，例如键盘或鼠标。USB被设计为一种智能串行协议，可以在一个端口上处理和枚举多达128个设备。
USB 3.2 Gen 2 /超高速USB 10 Gbps
USB 3.2 Gen 2（以前称为USB 3.1）的速度高达10 Gbps（1），是USB 3.0的最大传输速率的两倍。为避免混淆，USB 3.2 Gen 2通常被称为“ SuperSpeed USB 10 Gbps”。该规范可显着提高性能，以满足存储和显示应用程序的计算要求。通过利用USB基础结构，新规范与现有USB产品兼容，从而允许在设备之间更快，可靠和方便地进行数据传输。
即使USB端口问世，传统的串行端口在现代工业系统中仍然存在。这是由于工厂中仍在使用旧版串行设备的缘故。这些设备的数十年使用经验证明了传统串行端口的可靠性。对于用于控制生产线或自动化的设备，可靠性和正常运行时间通常比原始传输速度或连接多个设备的能力重要。
文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/zonghexinwen/2020/1004/784.html