随着Wintel架构演变成事实上的标准，ISA/PCI总线加固 型PC开始工业化改造成IPC：取消了母板，采用无源 背板、插卡式模板，工业电源，全钢密封机箱，温度 自动检测和调整等，产生了一系列基于PC的嵌入式工 控机，其中比较有代表性的是PC/104总线、AT96总 线、 STD总线、CompactPCI/PXI总线工控机 现在工厂的大部分自动化设备的核心是各种CPU，如工 业PC、PLC或者嵌入式控制器等，这些设备有内部总 线，也带有各种通信接口，以便于联机组成集成系统 专用的数控中心和数控机床除了自己的内部系统总 线外，还有用于传输加工程序的外部通信端口 工业控制通信要求：实时性、高可靠性和安全性 工控机与测控仪器接口总线 工控机技术的发展经历了20世纪80年代的第一代STD总 线工控机，20世纪90年代的第二代IPC工控机，现在 进入了第三代CompactPCI总线工控机时期 STD总线工控机解决了当时工控机的PC化；IPC工控机 解决了低成本和兼容性问题；CompactPCI总线工控机 解决的是可靠性和可维护性问题CompactPCI总线工 控机将是生产过程的自动化系统的核心，IPC将逐渐 由生产过程层向管理信息化层移动，而STD总线工控 机将退出历史舞台。
不过，由于工业计算机和通信设备的初期投资大，服务 年限相对较长，技术生命也远比普通PC长，更新换代 的速度会比较慢，所以在实际的市场系统中，可以遇 到属于不同时代的总线设备 作为工业控制计算机，工控机的总线基本上就是PC总线 的改进 1. STD总线 STD（Standard）1978年由美国Prolog公司推出，曾是工 控及工业检测中使用最广泛的总线1990年IEEE公布 STD32STD32具有大约1000多种功能模块，这些模 块可以组成各种不同的数据处理以及控制系统 STD总线的16位总线性能满足嵌入式和实时性应用要求 STD总线插件板采用小尺寸板子结构，电路板上带 有边缘式印制插头（也叫“金手指”）、垂直放置无 源背板的直插式结构、丰富的工业I/O 模板，低成本 、低功耗，扩展的温度范围，良好的可维护性设计， 耐振动、冲击，具有良好的可靠性，适合于工业测控 场合的应用 早期的工控机 STD总线工控机具有以下特点： 小板结构，高度模块化：STD总线采用公共母板结构，总线 被布置在一块母板（底板）上，总线插槽的引脚连接STD 总线的所有引线这种结构在强度、抗断裂、抗震动、抗 老化和抗干扰方面具有很强的优越性。
严格的标准化，广泛的兼容性：STD总线模板设计有严格的 标准化，总线结构还支持8位、16位，甚至32位的微处理器 ，可以很方便地通过更换CPU板和软件升级，原来的I/O 模板不必更换STD产品可利用IBM-PC系列软件资源 面向I/O的开放式设计，适合工业控制应用：一个STD底板可 插8、15或20块模板在众多功能模板的支持下，用户可以 方便的组态 高可靠性：STD产品平均无故障时间（MTBE）已超过60年， 可靠性靠小板结构、线路设计、印刷电路板的布线、元件 老化筛选、电源质量、测试等一系列措施，以及固化 软件Watchdog、掉电保护等技术来提供保障 STD工控机包括Intel 8088-80486和NEC的V20-V50等CPU类型 的机型 有些还带PC/104-Plus扩展总线，允许 PC/104或 PC/104-Plus模板直接插在板上运行，如高速显示卡等 STD32工控机支持Profibus、DeviceNet、ControlNet接口 80年代初，国内开始推广应用STD工控机，应用于钢铁冶金 、石油化工等工业领域以及军工和科研设备中 STD工控系统主要的不足有： •“金手指”拔插容易造成插头处铜箔断裂或接触不良； •模拟输入测量线和I/O信号线采用的前端扁平电缆连接不 可靠； •A/D采集板采集速度慢，板上模拟开关、采样保持器故障 偶有发生； •在LED方式参数整定不方便，需要记忆过多的功能键； •由于考虑通用和可扩充，许多系统“冗余”、资源浪费。
90年代后，STD总线的工控机逐渐被淘汰 2．PC/104总线的出现 基于PC的（与ISA/PCI兼容）的嵌入式工控机中有代表 性的是PC/104和PC/104-Plus总线嵌入式工业控制机 80年代末出现PC/104总线，一种专门为嵌入式控制而定 义的工业控制总线有两个版本8位和16位（与PCXT 和PC/AT对应），8位PC/104共有64个总线管脚，单 列双排插针和插孔，分别是64针和40针，合计104个总 线信号（PC/104因此得名） 97年推出PC/104-Plus，增加 了304根信号线的J2插座， 支持PCI 国产的标准PC/104嵌入式主 机板 PC/104与普通PC总线控制系统的主要不同是： 小尺寸结构：采用自层叠互连方式和3.6in3.8in小板结构； 堆栈式连接：去掉总线背板和插板滑道，总线以“针”和“孔 ”形式层叠连接，总线模块之间的连接是通过上层的针和下 层的孔相互咬和相连，具有极好的抗震性； 轻松总线驱动：减少元件数量和电源消耗，4mA总线驱动即可 使模块正常工作，每个模块1～2W能耗 软件采用结构化语言如Ｃ、Ｃ＋＋和面向对象的编程方法 整个嵌入式PC体系结构可以作为一个单独的插件，它上面具有 所有主板功能、RAM和BIOS。
利用与PC/104配套的接口板 ，完成对下位节点的通信通过RS-232C串行异步通信协议 完成与上位机的通信 PC/104总线更适合在空间受限的嵌入式环境中使用，如消费类 电子产品等近来紧凑加固性设计的PC/104工控机在军工 产品中开始采用，如火箭、导弹和战斗机等 PC/104总线工控机的其驱动能力差（4mA），扩展和维护受限 ，在工业过程控制和自动化领域的应用范围受到局限 3. VME总线（Versa Module Eurocard） VME81年Motorola 等推出的第一代32位工业开放标准总线 ，源于VERSAbus，是Motorola公司1980年设计推出用于 支持其MC68000微处理器产品线的技术87年VME被 IEEE正式确立为万用背板总线标准，93年被采纳为国 际标准IEEE 155VME数据宽度为32位，最大总线速 度是40MB/s96年新标准VME64最大数据传输速度为 80MBps VME总线OEM产品主要采用68K系列微处理器，现在也开 始采用Intel和AMD公司的处理器 VME定义了一个可进行互连数据处理、数据存储和连接 外围控制器件的系统围绕VME系统的产品曾经遍及 了工业控制、军用系统、航空航天、交通运输和医疗等 领域。
VME总线工控机曾经是主流产品，在历史上一 直是许多嵌入式工业应用的首选机型，在图像处理、工 业控制、实时处理和军事通信中得到了广泛应用 VME系统有两个部分：机械构架和功能构架（定义系统的运转 流程） 机械结构：主要部分为背板，是一个印刷电路板，大小有三种 型号：3U（160mm 100mm）、6U和9U有三种连接器， 分别为P0/J0、P1/J1和 P2/J2，“P”和“J”分别代表PLUG 和JACK连接器 功能结构：由信号线、背板接口逻辑和功能模块组成背板接 口逻辑和信号线是系统各部分之间的纽带功能模块则是执 行具体任务的电路集合其中主设备（master）决定着数据 传输的顺序；根据主设备数据传输情况而动作的模块叫做从 设备（slave），负责监控数据传输目标地址的模块被称为定 位监控设备此外，还有发出和处理中断请求的模块，判定 和处理其他模块请求的仲裁模块当然，还有发出时钟信号 的模块和监控系统电源工作情况的模块这些功能模块在总 线的支持下配合工作 各模块以平行结构分布，所有的数据和指令通过系统底层的4 类总线进行传输，信号的模式是TTL电平信号 VME系统总线：分为四大类：数据传输总线、数据传输仲裁总 线、优先中断总线和通用总线。
数据传输总线是一个高速异步平行数据传输总线，能传输数据 和地址信号主设备、从设备、中断模块和中断处理模块通 过其交换数据另外两个模块，总线时钟和JACK 菊花链驱 动器也通过数据传输总线参与数据处理工作 数据传输仲裁总线是为确保在特定的时间内只有一个模块占用 数据传输总线而设定的工作在其上的请求模块和仲裁模块 将负载协调各模块发出的指令具体的判定方法包括了优先 权算法、round-robin算法和其他排序算法 优先权中断总线是处理各模块中断请求的总线各种中断请求 在VME中被分成了7个等级，根据等级依次进行中断工作 通用总线负责系统基本工作，包括对时钟进行控制、初始化 、错误检测等它由两条时钟线、一个系统复位线、一个系 统失效线、一个AC失效线和一个串行数据线构成 VME的数据传输机制是异步的，有多个总线周期，地址宽度是 16、24、32、40或64位，数据线路的宽度是8、16、24、32、 64位，系统可以动态选择数据传输方式为异步方式，因此 只受制于信号交换协议，而不依赖于系统时钟；其数据传输 速率为0～500Mbps；此外，还有Unaligned Data传输能力，误 差纠正能力和自我诊断能力，用户可以定义I/O端口；其配 有21个插卡插槽和多个背板，在军事应用中可以使用传导冷 却模块。
VME总线工控机是实时控制平台，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用于开 发应用程序 从VXI总线和VME总线工控机运行的操作系统可以看出：VXI 总线工控机制造商希望兼容主流计算机市场提供的丰富而廉 价的应用软件开发工具包、外设和驱动软件，而VME总线只 能利用OS制造商或第三方合作伙伴提供的专用开发环境和 外设 VME总线家族，主要有： （1）VME64：95年出现，加大了传输带宽，拓展了地址空间 和方便了板卡插拔增加了总线锁定周期，增加了第一插槽 探测功能，加入了对热插拔的支持 （2）VME64 extension：97年，又称VME64x增加了一个160 管脚连接器系列（按5行排列），一个P0/J0 连接器，一个 3.3V电源管脚数据速率提高到160 Mbps还增加了EMC前 置面板和ESD功能 （3）VME320：采用了星型互连的方法来达到数据传输加速的 目的采用了一种叫做2eSST的信源同步传输协议，可将理 论数据速率提高到320 Mbps没有得到广泛的支持。
（4）测控总线VXI VME技术的优势在于多年积累，完备规范和技术支持很好的 模块性不过25年前的技术在带宽方面不满意目前VME厂 商们在想办法来延长VME的技术生命 传统IPC工控机存在的固有问题有： •受机箱结构限制，散热性能不好，容易引起印制板变形、 断线、接触不良等问题，还会造成电子器件寿命降低、工 作不稳定等； •板卡和无源背板之间“金手指”边缘接触连接方式，容易 造成在振动和冲击过程中瞬间接触不良，引起系统死机； •“金手指”自身在潮湿或腐蚀性气体环境长期使用，容易 氧化或腐蚀，造成系统接触不良，且多次拔插容易变形； •多数板卡通过金属挡片一端固定，在振动力的作用下容易 产生微距离逆时针旋转，造成系统信号断路或短路，使系 统崩溃； •系统机箱表面喷漆处理，不能形成一个完整的导电体，电 磁干扰的屏蔽能力和静电释放能力差； •故障板卡更换时间长，可维护性差 经过几年的发展，PCI总线由芯片级总线发展成了板级 互连总线，开始应用到工业和仪表通信行业中1994 年成立了PICMG （PCI Industrial Computer Manufacturers Group，PCI工业计算机制造商协会）， 为嵌入式计算机研制通用技术标。