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终端设备应用渐多 稳定运作关键在於韧体设计
[作者 王明德]   2019年04月23日 星期二 浏览人次: [2863]


图1 :  除了硬体设计外,终端设备要进一步提升效能与稳定性,关键在於韧体,这也是设备创造差异性的主要原因。(Source: Intermedia Touch)
图1 : 除了硬体设计外,终端设备要进一步提升效能与稳定性,关键在於韧体,这也是设备创造差异性的主要原因。(Source: Intermedia Touch)

人工成本渐趋昂贵,以智慧化架构代替人工提供服务的做法快速普及,此一商机也让多数非消费性嵌入式大厂纷纷抢进,进而创造出各种应用,以医院为例,过往都是由服务人员为病患批价/挂号,柜台前方总是大排长龙;後来部份医院导入KIOSK用於批价/挂号/资讯查询,让病患看诊後不必再浪费时间排队,只要走到KIOSK前输入选项,就可完成批价作业。


打破时空限制 终端设备服务无所不在

终端服务设备没有营业时间的限制,可以每天24小时、每周7天、全年无休地运作,随时都能服务客户,既能克服时间限制,也没有空间问题,无论户外或室内都可以摆放。打破时空限制的优势,使得终端服务设备无所不在;既然要能符合任何时空的要求,终端服务设备的系统设计考量因素也就相当多,最重要的就是必须能够长时间正常运转,商规电脑无法满足此一需求,而这正是非消费性嵌入式大厂争相进入市场的原因。



图2 : 现今硬体技术已趋於成熟,各工业电脑厂商的产品差异不大,韧体才是创造差异性的主要原因。(Source: Medium)
图2 : 现今硬体技术已趋於成熟,各工业电脑厂商的产品差异不大,韧体才是创造差异性的主要原因。(Source: Medium)

一般商规电脑只能提供标准化产品,客制化部份只有硬碟容量、记忆体大小、光碟机……等零件选配上,与系统设计毫无关联;工业电脑厂商却相反,其客制化设计的对象就是系统本身,透过客制化系统设计让产品满足使用环境的要求。愈严苛的使用环境,例如:高低温落差大、震动频繁、腐蚀气体、粉尘多及湿气重……等,系统设计的重要性就愈高。惟有透过设计去克服环境挑战,才能让终端服务设备维持长时间且正常地运作。


以加油站为例,由於站内经常充斥着油气,这种腐蚀性气体会侵袭PC内的电子零件,时间一久,电脑就会故障,因此,一般商规电脑大概不到3个月就得换新,严重一点的还会引爆火花酿成安全风险。加油站所使用的POS设备必须经过特殊设计,像是替主机板加上特殊涂层,防止腐蚀性气体与PC直接接触,并维护使用环境的安全。


同业竞争 胜出关键唯韧体独尊

前面是从硬体角度来看工业电脑厂商与消费性厂商的差异,主要透过系统设计来保护终端服务设备,让它可以在严苛环境下使用,除了硬体设计外,终端设备要进一步提升效能与稳定性,关键在於韧体,这也是设备创造差异性的主要原因。


其实,现今硬体技术已趋於成熟,各工业电脑厂商的产品差异不大,韧体才是创造差异性的主要原因,如果只从硬体角度来评估终端服务设备,工业电脑厂商很难从中创造获利空间,惟有经由韧体设计让产品提供更多服务,才能吸引客户。


究竟,从硬体制造起家的工业电脑厂商,该如何透过韧体设计,让硬体提供更好的服务?自我侦测机制、节能设计、自动检测并维护是3大重点。


1.自我侦测机制

终端服务设备直接面对普罗大众,稳定性相当重要,如果三天两头就当机或故障,久而久之就不会有人想使用,因此,除了选用工业规格零组件以外,对系统进行自我侦测与监控,也是确保系统稳定度的方法之一。当系统遇到故障或当机的情况,例如:系统温度到达设定的临界值、风扇或周边元件发生问题......等等,就主动发送讯息通知管理以便进行维护,透过自动控制硬体元件的方法,让系统的稳定度能够更好。


2.节能控制

环保成为新一代企业显学,终端服务设备的节能需求也日益高涨,尤其它经常24小时不间断地运转,如果没有应用能源控制策略,对企业营运成本而言,应该是一笔不小的负担。目前常见的PC节能做法为定时休眠,倘若系统经过一段时间都无人使用,就自动进入休眠状态;或是在系统内增设红外线感测器,当有人靠近时就启动系统,离开後再休眠;这两种作法都有一个缺点,就是当系统再度启动的那一刻,能耗量会瞬间??高,这就好比汽车在启动与加速的时候,耗油量最高的道理。



图3 : IT终端设备的应用渐广,在医疗领域已是不可或缺的系统。(Source: Cerner)
图3 : IT终端设备的应用渐广,在医疗领域已是不可或缺的系统。(Source: Cerner)

由於终端服务设备的使用对象为普罗大众,服务时间又长达24小时,很难确定何时会有或不会有使用者。系统效能时而升高时而下滑的做法,并不一定可以降低能耗,比较适合的作法是根据使用量、定时调整系统效能。


如果以24小时为单位,终端服务设备可能在某一段时间的使用量较大、使用次数频繁,此时就该让系统处於随时待命的状态、不做任何节能控制,因为在尖峰时刻降低效能,只会增加系统处理速度,若因此让使用者排队等候,反而失却终端服务设备的意涵。至於使用量较少的离峰时刻,系统只要维持在效能最低的状态即可,因为服务的对象变少了,即便系统多了30秒的资讯处理时间,对使用者来说可能也没有太大影响,此时把系统限制在最低效能,相对而言可以减少这段时间的耗电量。


3.急救:自动检测并维护

工业电脑产品虽然以稳定着称,却没有办法挂出零故障的保证,任何PC架构的设备都有故障的可能性,只是机率高或低的问题而已,当终端服务设备遇到问题时,若能由系统自行解决,亦即透过韧体设计让系统自动进行检测及修复的动作,就能缩短维修工程师的作业时间,甚至有可能不须派遣维修工程师到现场排除障碍,当然也降低了维修成本。


过往工业电脑产品都是透过看门狗计时器(Watchdog Timer)监控系统运作状况,当程式运作迟缓或停摆时,看门狗就会自动Reboot,但若程式停摆的原因来自於硬体故障,那麽看门狗就只能一直不断地重新启动,并没有修复能力,而在Watchdog重启但OS无法启动的情况下,系统会发通知给维护人员,并在LCD萤幕上秀出「维修中」的字样,让使用者觉得这台机器正在维护而不是故障。


如今则是进一步将检测软体安装在系统内,当遇到故障时,系统会自动执行检测软体,找出问题所在,并发出讯息通知管理者,据此评估该如何解决。倘若是零组件造成系统故障,只要派遣维修工程师至现场更换零件即可,倘是供电不稳定造成资料有问题,则可透过远端控制的方式修复软体问题,很快就能重新启动系统,工程师也不必特地跑到现场,还能节省维修的人力和时间。


对於终端服务设备来说,不是只要将软体灌入系统就可以,必须依据不同的使用情境及环境进行客制化,搭配韧体设计降低故障风险,或是在第一时间发现故障问题并立即维修,才能达到让系统稳定且可靠运作的目标。


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