嵌入式工控机是嵌入在工业系统内部，在工业极端环境里能够连续长期稳定可靠工作的工业型计算机。

随着Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架构演变成事实上的标准，ISA/PCI总线加固型工业PC(IPC)开始向工业领域渗透。

IPC虽然经过了工业化改造(如取消了大母板，采用无源背板、插卡式模板，工业电源，全钢密封机箱微正压散热，温度自动检测和调整等)，但其本质上仍然不是工业型PC，不能从根本上解决大母板水平放置、抗振动冲击能力差、非均匀散热、元器件失效率高、平均修复时间(MTTR)长、维护困难等问题，难以满足工业控制任务的苛刻要求。

为了满足市场对工业型计算机的要求，除了VME总线工控机外，产生了一系列基于PC的、与ISA/PCI总线标准兼容的嵌入式工控机，其中比较有代表性的是Compact PCI/PXI总线、AT96总线、STD总线、STD32总线、PC/104和 PC/104 Plus 总线嵌入式工业控制机。

(1)VME总线工业控制计算机

1981年，Mostek、Motorola、Philip和Signetics公司发明了VME总线，从此VME总线工业控制计算机在图像处理、工业控制、实时处理和**通讯中得到了广泛应用。1987年，VME总线被批准为国际标准IEEE1014-1987。

VME总线接口为2个96芯的针孔连接器P1和P2(6U 欧洲卡)，其中P2的 外侧2排针由用户自定义，以满足用户的特殊要求。VME总线的数据宽度为 32 位，*大总线速度是40MB/S。

1996年的新标准 VME64(ANSI/VITA1-1994)将总线数据宽度提升到64位， *大数据传输速度为 80MB/S。由FORCE COMPUTERS制定的VME64x总线规范将总线速度提高到了320MB/S。

VME总线工业控制计算机是实时控制平台，大多数运行的是实时操作系统， 如UNIX、VxWorks、PSOS、VRTX、PDOS、LynOS以及VMEXEC，由OS制造商提供专用的软件开发工具开发应用程序。

VME总线OEM产品由众多的制造商支持，主要采用Motorola公司的68K系列微处理器，如25M/33M的68060。现在越来越多的VME总线SBC的制造商开始采用Intel公司和AMD公司生产的微处理器，如DY 4 Systems、Concurrent Technologies、VMIC、PEP Modular、Computers，以及SBS Embedded Computers 等公司，*新产品已经采用了 500MHz 的 Pentium Ⅲ处理器，也有一些产品采用 PowerPC 等其它处理器，但市场份额很小。

1987年VXI总线联合会成立，其目标是定义板级仪器标准，即VME扩展仪 器仪表总线。VXI 总线工控机以 VME 总线为内核，将欧洲卡尺寸扩展为四种：VXI A(3.9 in * 6.3 in)、VXI B(in9.2 in * 6.3 in)、VXI C(9.2 in *13.4 in)及 VXI D(14.4 in*13.4 in)，其中现在*常用的是 VXI C 规格。

1993年，VXI规范被采纳为国际标准IEEE 1155。VXI总线工控机规定的操作系统类型有DOS、WINDOW 3.1、WINDOWS 95、WINDOWS NT、Solaris 1和2、HP-UX、MacOS 以及SCO Unix。

(2)加固性ISA/PCI总线工业控制计算机

现在工业控制计算机已经发生了很大的变化，过去专用的封闭式的架构迅速被 PC 技术的开放式架构所取代，其中*重要的原因之一就是软件的兼容性。工业控制计算机用户过去和现在都希望使用与所熟悉的桌面 PC 机相同的操作系统和开发工具，这就导致了开放式桌面PC在工业环境中的直接应用。然而，桌面PC 机技术是面向每年2000亿美元的商用机市场的，而不是相对比较小的工业计算机市场的，它不具备工业级性能：抗强震动、冲击、高温、潮湿和具有快速修复能力(MTTR一般小于5分钟)。由桌面PC技术衍生的ISA总线加固型计算机在工业上得到了相当广泛的应用。

1992 年 6 月，Intel公司开发了快速的开放式PCI总线规范，作为局部和低层次的内部处理器总线。

在两年之内几乎每个处理器制造商都将PCI作为计算机内部芯片级互连总线，而且自然地发展成了板极互连总线。1995年6月PCI SIG正式公布了PCI局部总线规范 2.1 版，同时PICMG推出了**个标准 PCI/ISA无源背板总线标准，这样，加固性PCI/ISA总线工业控制计算机问世了。

目前，PCI/ISA工业控制计算机主要制造商有：Texas Microsystems、 Teknor IndustrialComputers、Industrial Computer Source、Trenton Terminals、I-Bus 以及台湾的衍扬(AAEON)、研华(ADVANTEC)、磐仪(Arbor)、大众、北京康拓等公司。

(3)Compact PCI 总线工业控制计算机

为了将PCI SIG的PCI总线规范用在工业控制计算机系统，1995年11月 PCI工业计算机制造者联合会(PICMIG)颁布了Compact PCI规范1.0版，以后相继 推出了PCI-PCI Bridge 规范、Computer Telephony TDM 规范和 User-defined I/Opin assignment 规范。

简言之，Compact PCI(简称 CPCI)总线 = PCI总线的电气规范 + 标准针孔连接器(IEC-1076-4-101) + 欧洲卡规范(IEC297/IEEE1011.1)。

基于 Wintel架构的 CPCI总线工业控制计算机，是为高可靠性应用而设计的，其低价位(相对 VME 总线)、高可靠、热插拔、热切换、多处理器能力等特点在设计之初就引起了可靠性要求较高的电信和工业自动化工业领域的普遍关注。

在电信和工业自动化领域，PCI/ISA 工业控制计算机由于可靠性低和可维护性差等原因，应用的数量很小，市场急需满足应用要求的新产品问世。

由于 CPCI 总线工业控制计算机良好地解决了可靠性和可维护性问题，加上工控机设计者一般都掌握基于 PC 的嵌入式软硬件设计技术，而且基于 Microsoft 的软件和开发工具的价位比较低，所以，CPCI 工业控制计算机得以迅速打入嵌入式产品市场。

但相对于PCI/ISA加固型工控机而言，由于总体成本高、技术开发难度大、模板配套性差、电磁兼容性设计要求高等因素，CPCI工业控制计算机在工业过程控制领域并未得到实际应用。

相反，电信(Telecommunication和Computer Telephony)行业要求制造商提供开放式架构和快速投放市场产品，而产品快速投放市场的能力主要取决于软件而不是硬件。在这方面，由于 CPCI 工业控制计算机采用 PC 技术，具有丰富而廉价的软件资源，其操作系统 WINDOWS NT又是IP AIN 的理想开发平台，加上热插拔和热切换能力，恰好与电信要求相一致，因此被广泛应用。

由于 CPCI 总线工业控制计算机只有象 Motorola、Sun Microsystems、Force Computers 和 Ziatech 这样的大公司支持，而且，不同公司的无源背板定义并不完全统一导致不能互操作，其规模和产品竞争能力也受到限制，价位还偏高，其市场占有率还不大，需要进一步进行大众化开发。

(4)PC/104 总线工业控制计算机及 PC/104-Plus 总线工业控制计算机在80年代末，Ampro Computers 发明了PC/104总线。1992年3月PC/104总线联合会发布了PC/104规范1.0版，几经修改，于1996年6月公布了PC/104规范3.2 版。

PC/104总线采用自层叠互连方式和3.6in*3.8in 的小板结构，抛弃了PC 机的大母板，使其更适合在尺寸和空间受到限制的嵌入式环境中使用，如消费类电子产品：洗衣机、烘干机、洗碗机、收款机等。近来，由于紧凑加固性设计的 PC/104 工业控制计算机在**产品中开始采用，如火箭、导弹和战斗机等。

虽然 PC/104总线工业控制计算机的功耗低，但其驱动能力差(4mA)，其扩展能力和维护性也受到限制，使其在工业过程控制和自动化领域的应用范围受到局限。

为了兼容PCI总线技术，1997年2月PC/104总线联合会推出了 PC/104-Plus规范1.0 版，在PC/104规范3.2版的基础上，增加了30*4根信号线的J2 插座，支持PCI局部总线规范2.1 版。

今天，许多单板计算机(SBC)都设计有PC/104总线接口，以便通过PC/104 总线丰富的 I/O 模块扩展功能，满足不同的嵌入式应用要求。

PC/104 总线工业控制计算机的主流产品是486DX 和586，如Win systems 公司 486DX4-100MHz的SAT-DX，5X86-133MHz的PCM-586。

Versa Logic 公司的VSBC-6，支持 Pentium 133-266MHz 和 AMD K6-2 200-366MHz 处理器。