為尋求縮短物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備開發(fā)時間的嵌入式設(shè)計人員提供的商用開發(fā)平臺的數(shù)量有所增加，從而將這些新的連接設(shè)備更高效、更具成本效益地推向市場。隨著芯片設(shè)計的進步，高效、先進的處理器的可用性不再是一個問題?？紤]到這些緊湊平臺上的內(nèi)存接口越來越多，可以適應(yīng)不斷增加的芯片密度，對內(nèi)存限制的擔(dān)憂也消失了。隨著這些改進，面臨空間和資源限制的嵌入式設(shè)計人員應(yīng)該考慮使用新型系統(tǒng)級模塊 （SOM） 開發(fā)平臺，以便快速開發(fā)和原型設(shè)計高性能、可靠的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

每個 SOM 的核心是底層應(yīng)用處理器平臺。傳統(tǒng)上，大多數(shù) SOM 都基于 x86 平臺，并且在某種程度上源自典型的臺式 PC 主板外形尺寸，這在一些正在使用的外形尺寸變體中仍然很明顯（Pico-ITX、Mini-ITX、microATX、EmbATX ， 和別的）。它們的范圍從獨立模型到可堆疊解決方案（如 PC/104），再到用于機架系統(tǒng)的專用刀片。

越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序被設(shè)計用于需要更高功率的工作負(fù)載，這本質(zhì)上是有問題的，因為它們運行的??環(huán)境是功率受限的。諸如 i.MX6UltraLite （i.MX6UL） 之類的專用處理器已被開發(fā)用于在一個封裝中提供高性能和極高的效率。i.MX6UL 能夠以高達 696 MHz 的內(nèi)核速度運行，并且包括簡化電源排序和降低外部電源復(fù)雜性的增強功能。

基于 ARM 的 SOM（例如基于 i.MX6UL 處理器的 SOM）正變得越來越成功和強大，因為它們通過結(jié)合低功耗、廣泛的操作系統(tǒng)支持和成本效益將其范圍擴展到 x86 性能和功能范圍。 這些 SOM 現(xiàn)在是許多新應(yīng)用程序以及現(xiàn)有基于 x86 解決方案的潛在替代品的極其可行的選擇。

用于連接設(shè)備的快速原型設(shè)計平臺

這些 SOM 通常與提供主機/設(shè)備連接的開發(fā)板上的閃存和 RAM 相結(jié)合，還提供 microSD 存儲和嵌入式擴展連接器，用于開發(fā)和原型設(shè)計。此外，它們還包括標(biāo)準(zhǔn)化連接器，允許嵌入式開發(fā)人員快速連接和集成各種兼容的現(xiàn)成傳感器和外圍設(shè)備。

對于那些尋求促進快速原型制作的開發(fā)環(huán)境的人來說，最好的模塊被設(shè)計為智能嵌入式平臺，并且占用空間極小，從而可以開發(fā)出極具成本效益和可靠的連接設(shè)備。

這些 SOM 有多種可用的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸，并且還在不斷縮小，從而為設(shè)計人員提供了更大的自由度來創(chuàng)建可以利用更高水平計算能力的創(chuàng)新設(shè)備和應(yīng)用程序。例如，市場上有一些 SOM 的外形尺寸略大于郵票，還提供成本優(yōu)化的集成選項，例如全功能 LGA 和簡化的齒形邊緣通孔（便于焊接），同時集成超低功耗操作使用無縫集成的微控制器輔助 （MCA） 功能。

SOM 提供出色的靈活性

SOM 必須連接到外部主板上的端口以提供電源和 I/O，并且大多數(shù) SOM 都提供通用開發(fā)主板；然而，更高質(zhì)量的 SOM 配備功能更齊全的板，允許開發(fā)定制的主機板，以便模塊外部的外圍設(shè)備和連接器成為最終設(shè)計的一部分。這些先進的 SOM 還為未來的處理器升級提供了靈活性。在這一領(lǐng)域，SOM 大放異彩，因為它們允許定制，而無需重新設(shè)計/返工通常在更先進的產(chǎn)品開發(fā)套件中找到的整個印刷電路板。

當(dāng)這些高效、緊湊的 SOM 與經(jīng)過測試、預(yù)認(rèn)證的 802.11a/b/g/n/ac 和藍(lán)牙 4.2 連接、HDMI 端口、高度可靠的閃存以及允許快速集成系統(tǒng)傳感器的連接器集成時，可以在沒有傳統(tǒng)硬件或軟件設(shè)計風(fēng)險的情況下開發(fā) SD 卡存儲，甚至板載沖壓金屬天線、快速原型和概念驗證。

結(jié)論

嵌入式設(shè)備的開發(fā)模型傳統(tǒng)上被視為極其復(fù)雜，需要高度專業(yè)的設(shè)計專業(yè)知識和對目標(biāo)復(fù)雜軟件和硬件設(shè)計方面的深入了解。當(dāng)然，隨之而來的是延長的設(shè)計周期和相互競爭的項目時間表，從而導(dǎo)致高昂的開發(fā)成本和延遲的上市時間。

時代變了。隨著基于 ARM 處理器的高級 SOM 的推出，開發(fā)人員現(xiàn)在擁有可以滿足所有開發(fā)需求的平臺，包括用于模塊集成的參考設(shè)計、用于快速創(chuàng)建概念驗證的原型平臺以及完整的開發(fā)環(huán)境，為大規(guī)模生產(chǎn)準(zhǔn)備基于模塊的設(shè)計。借助這些 SOM，現(xiàn)在可以以傳統(tǒng)時間和精力的一小部分將智能和安全的連接設(shè)備推向市場，從而使嵌入式開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵母偁幜?，而不會影響設(shè)計靈活性。

審核編輯：郭婷