Global Sources
電子工程專輯
 
電子工程專輯 > 製造/封裝
 
 
製造/封裝  

選擇理想的小尺寸嵌入式系統

上網時間: 2015年06月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:嵌入式系統  單板電腦  SBC  模組化電腦  COM 

選擇正確尺寸的流程

哪一種尺寸特別適於預期應用? COM及SBC提供類似的性能,但要達成預期的效能,各自採用極為不同的設計路徑,使解決方案侷限在所選的尺寸及其相關的產品生命週期。若系統受限於傳統考量、升級或連接至現有的系統,則可用的選項彈性度將比新系統更小。

PC/104 SBC讓模組像堆積木一樣地堆疊在一起,實現無背板的高度模組化解決方案。電路板通常適合使用25W的設計——25W是較高功率系統的熱設計功耗(TDP)。針對標準的元件,開發者可取得在廠商之間可一致互換的電路板,從而為採購過程加入彈性與價值。同時也不需要基板,系統僅需要電源供應與電纜組。I/O連接器可置於板頂與板底的四個角落。雖然並未規定介面組,但一般而言,CPU/晶片組介面將被引至IDC頭部、標準的PC連接器或特殊的高密度連接器上。

對於設計者而言,這只是評估時間、成本及專業技能的問題。上市時間是否因為配合基板的開發而被延遲了?是否對於快速完善基板且具成本效益所需的技術專業具有高度信心?此應用是否可隨時提供兩個板設計?若這是使用基板的障礙,則PC/104為有效的解決方案。

相反的,COM提供了較大的功率選項範圍,可在COM Express的38W及Qseven與SMARC(智慧型行動結構)的12W標準之間變化。並非所有的特色或介面都必須由各種標準模組支援;相反地,它必須具有基板,才有利於實現客製化效能以及特定應用所需的I/O。可升級性具有成本效益及效率,因模組可以被更換以升級效能,且仍可應用在相同的客製化基板上。

某些應用在兩種解決方案上均可實現真實的價值,因客製化的載板可在極小的規模內提供效能與介面的完美搭配。客製化可延續產品多個世代,同時效能也可隨著各廠商間互換的新模組而隨時獲得改善。您是否受到現有規模的約束?COM可提供各種規模及效能選項,因此可提高其配置的範圍。

整體而言,SBC提供獨立電腦的結構,系統已經就緒;只要加上電源並連接所選的I/O即可。COM仰賴其基板與連接器,以便將所有的I/O通道結合至系統,而無需將更具彈性的I/O直接落實在模組上。基板必須具有額外的開發資源,使介面的放置位置更具有彈性。最重要的是,從模組概念轉換至SBC並非簡單之事。基於落實方式的重要差異,選擇在平台上放置另一平台需要投入長遠的設計。開發者必須先問哪一項元素可成為系統的最佳起點,而且就基板而言也是較優的開發路徑。是否希望將設計資源轉移至基板,或是否可與背板系統所定義的結構一起作業?

設計是否具備(超)低能耗特性? CPU效能直接與能耗有關;一般而言,較小的尺寸可確保較低能耗,因此效能也較低。當設計因實體空間或其他設計限制而使其被動式冷卻受到限制時,應以較低效能的CPU考量效能的利弊效果。

若設計可處理主動式冷卻,通常會有較多數量的平台、配置、CPU以及更多選項。例如COM Express保持可變的不同模組規模範圍,以配合眾多CPU選項。COM Express的基本與輕巧型尺寸為在此範圍內的較大規模,也可縮減至最小的規模,並可與SMARC縮小版尺寸在尺寸上相互較勁。

一般來說,設計必須直觀評估相對於效能需求的功率管理,但也可為超低功率、較高效能的系統進行細部權衡。在輕薄短小、可靠設計的低功率領域中,x86平台長期受到ARM處理器的挑戰,而今,新的晶片系統處理器已能在x86晶片上提供比前一代更高的效能,且功率低於10W。開發者必須決定系統若犧牲效能而非功率的話,是否會更好。對設計而言,關鍵在於必須在功率及效能元件上提供正確的尺寸。例如應用必須在小規模內提供高CPU效能,則基本的小尺寸COM Express模組即可提供理想的尺寸。若可接受較低的CPU效能,開發者則有較多的選項,且應考量結構與介面組合,決定最佳的尺寸選擇。

是否存在最佳化結構? 在嵌入式市場上,x86及ARM各自適用於某一應用,也都能分別定義不同的I/O通訊方式。ARM的三步驟通訊使過程保持最新,且降低功率並完成任務;而x86的10步驟過程更詳細,但需更多時間、功率與記憶體來完成。

此外,ARM是較為簡單的32位元結構,使用較小的矽面積,並具有顯著的低功率特色,可最佳化智慧型手機及平板電腦等手持式裝置。相較於需要x86介面組的應用,開發者可在COM Express Mini尺寸的模組內找到理想的匹配,提供低功率及一般需要的所有介面。當需要ARM介面或二者混合時,例如攝影機直接支援或I2S——SMARC模組則成為非常明確的選擇。COM Express及SMARC二者都為行動解決方案的最佳選擇,因其具有電池供電使用的選項。

(下一頁繼續:針對策略性影響之設計)


 First Page Previous Page 1 • 2 • 3 Next Page Last Page



投票數:   加入我的最愛
我來評論 - 選擇理想的小尺寸嵌入式系統
評論:  
*  您還能輸入[0]個字
*驗證碼:
 
論壇熱門主題 熱門下載
 •   將邁入40歲的你...存款多少了  •  深入電容觸控技術就從這個問題開始
 •  我有一個數位電源的專利...  •  磷酸鋰鐵電池一問
 •   關於設備商公司的工程師(廠商)薪資前景  •  計算諧振轉換器的同步整流MOSFET功耗損失
 •   Touch sensor & MEMS controller  •  針對智慧電表PLC通訊應用的線路驅動器
 •   下週 深圳 llC 2012 關於PCB免費工具的研討會  •  邏輯閘的應用


EE人生人氣排行
 
返回頁首