ARM 嵌入式世界中的大多數(shù)人都熟悉 Raspberry PI、BeagleBone、Xplained 等名稱。這些板以及來自各種 ARM 板制造商的大量其他板具有誘人的價格點,吸引我們考慮使用它們用于生產(chǎn)產(chǎn)品。此類板旨在展示或評估新的硬件平臺,從而為它們貼上評估板或開發(fā)套件的標簽。確定是否謹慎使用商品評估板進行生產(chǎn)取決于您的應用。
必須回答的一些問題是:
我的產(chǎn)品需要多長時間沒有修改?
在生命周期結(jié)束 (EOL) 時,我的產(chǎn)品是否需要補充下一代兼容產(chǎn)品?
我將在什么環(huán)境中部署此產(chǎn)品?
我的軟件應用程序代碼是否足夠簡單以至于不需要太多維護?
我的產(chǎn)品是否需要需要特殊硬件或軟件的特殊功能?
我需要什么類型的技術(shù)支持和/或指導?
價格是我的驅(qū)動因素嗎?
在決定是否使用評估板時,還有更多問題可能會發(fā)揮作用;然而,解決上面列出的問題為做出明智的決定提供了一個良好的開端。
我的產(chǎn)品需要多長時間沒有修改?
對于大多數(shù)非商品嵌入式產(chǎn)品而言,產(chǎn)品壽命通常是一個問題。在工業(yè)市場中,壽命是最重要的因素。工業(yè)市場對壽命的最低期望通常為五年,但十年或更長的壽命是首選。借助商品市場通常使用的 ARM 硬件,這種長壽變得越來越難以實現(xiàn)。在某些情況下,實現(xiàn)三年的長壽被認為是好的。
為了設(shè)計具有足夠壽命的電路板,必須進行盡職調(diào)查以確保在設(shè)計中使用嵌入式(相對于商品)組件。大多數(shù)著名的 IC 元件制造商除了標準產(chǎn)品線外,還嵌入了產(chǎn)品線。這些嵌入式產(chǎn)品線延長并保證了產(chǎn)品壽命,可滿足工業(yè)市場的長期需求。另一方面,當銷售數(shù)量下降或新的替代品出現(xiàn)時,商品組件會在短時間內(nèi)終止生命 (EOL)。
防止組件過時的另一個保護措施是使用保證具有引腳兼容對應的模塊,以防模塊上的組件停產(chǎn)。在這種情況下,如果您使用的模塊停產(chǎn),您可以購買與 EOL 模塊提供相同功能的引腳兼容模塊。這種策略在模塊系統(tǒng) (SoM)、內(nèi)存模塊、PCIe 卡和各種通信模塊中得到了明顯的應用。例如,應用程序可能正在使用 ARM SoM,它具有運行 Linux 的 500 MHz 處理器、256 MB RAM、以太網(wǎng)、四個串行端口和一個 CAN 端口。如果此 SoM 停產(chǎn),您或許可以升級到一個引腳兼容的 1 GHz SoM,它運行 Linux,具有 512 MB 的 RAM、以太網(wǎng)、四個串行端口和一個 CAN 端口。進行此切換可能相對輕松,因為它不需要 PCB 修訂,并且只需要最少的(如果有的話)軟件更改。所需的更改量取決于您的應用程序和 SoM 制造商。
大多數(shù)評估板旨在展示設(shè)計時可用的最新和最好的硬件,并沒有在所有領(lǐng)域都使用嵌入式組件(嵌入式組件可能還不存在,或者它們可能是帶有大量勘誤的 A0 版)。此外,當評估板不再是最新和最好的時,它可能會退居新的評估板(在庫存可用性和解決任何問題方面)。隨著評估板變得稀缺,其曾經(jīng)的低價往往會上漲。此外,大量購買評估板可能會有問題,因為它們通常是為小批量訂單生產(chǎn)的。需要注意的一個重要缺陷是,任何使用 LCD 或商品 USB 設(shè)備的評估板都非常容易出現(xiàn)壽命問題,因為這些設(shè)備的壽命通常很短。
如果您的應用不需要產(chǎn)品壽命并且不會大批量生產(chǎn),則使用評估板可能是合適的。
停產(chǎn)后,我的產(chǎn)品是否需要補充下一代兼容產(chǎn)品?
一旦您在產(chǎn)品中使用的電路板停產(chǎn)(不可避免地會停產(chǎn)),您將需要更換策略。如果您圍繞標準進行設(shè)計,那么您可以指望外形尺寸(甚至某些連接器和接口)保持不變。例如,PC/104 多年來一直是嵌入式標準,并且今天仍然受到支持。PC/104 標準規(guī)定了電路板的尺寸、安裝孔,甚至某些連接器和引腳排列。同樣,使用具有標準引腳排列和外形尺寸的 SoM 會產(chǎn)生相同的好處,從而使從當前產(chǎn)品到下一代產(chǎn)品的過渡更加順暢。
如果您的應用不需要下一代升級,那么使用評估板可能是合適的。
我將在什么環(huán)境中部署此產(chǎn)品?
您正在創(chuàng)建的產(chǎn)品是否需要更大的溫度范圍?它會在振動很大的環(huán)境中運行嗎?如果是這樣,評估板可能不適合您的應用。大多數(shù)評估板只是為了炫耀硬件而設(shè)計的;在設(shè)計這些板以在惡劣環(huán)境中運行時沒有太多考慮,并且通常會放棄高振動環(huán)境所需的堅固組件封裝和連接器選擇,轉(zhuǎn)而采用更便宜和/或更方便的組件/連接器。
如果您的應用不需要在惡劣的環(huán)境中運行,那么使用評估板可能是合適的。
我的軟件應用程序代碼是否足夠簡單以至于不需要太多維護?
大多數(shù)評估板都帶有標準的 Linux 桌面發(fā)行版。雖然這些 Linux 發(fā)行版適用于臺式機,但它遠非嵌入式應用程序的理想選擇。有專門為嵌入式應用程序量身定制的嵌入式發(fā)行版,例如 Open Embedded 和 EMAC Linux OE。
這些嵌入式發(fā)行版以多種方式使自己與眾不同。嵌入式發(fā)行版專為連續(xù)無人值守操作而設(shè)計。它們考慮了許多因素,例如遠程更新、構(gòu)建完整性、閃存的彈性以及在突然斷電時避免損壞的需要,以確保應用程序?qū)⒈3挚煽啃裕M管現(xiàn)實世界的障礙是嵌入式系統(tǒng)每天都面臨著。它們還將開發(fā)環(huán)境與桌面環(huán)境隔離開來,以便桌面系統(tǒng)的更改(例如安全性或內(nèi)核更新)不會導致開發(fā)系統(tǒng)崩潰(有關(guān)嵌入式 Linux 與桌面 Linux 的更多信息,請參見http:// www.emainc.com/sites/default/files/OE5_whitepaper.pdf)。
軟件開發(fā)工具包 (SDK) 應很好地集成到集成開發(fā)環(huán)境 (IDE) 中,以實現(xiàn)無縫編譯、鏈接和調(diào)試。對于需要圖形用戶界面 (GUI) 的應用程序,IDE 還應支持所見即所得 (WYSIWYG) GUI 開發(fā)。EMAC OE 可以滿足這些需求,但商品硬件可用的工具通常無法滿足這些需求。
如果您的應用程序代碼相對簡單并且不需要太多維護,那么使用評估板可能是合適的。
我的產(chǎn)品是否需要需要特殊硬件或軟件的特殊功能?
大多數(shù)評估板都帶有標準的計算機功能(視頻、以太網(wǎng)、串行、音頻、USB、SD 閃存卡插槽等)。如果您需要更多特殊功能,例如閥門驅(qū)動器、繼電器、傳感器、編碼器、電機驅(qū)動器等,那么您將不得不開始將板固定到您的評估板上。除了提高系統(tǒng)的價格外,您現(xiàn)在還擁有一個可能脫節(jié)并使用迷宮式電纜的系統(tǒng)。通過使用定制板或半定制 SoM,所有這些功能都可以構(gòu)建在單個板或 SoM 載板上,從而提供更清潔、更可靠和更具成本效益的解決方案。
此外,所有這些特殊設(shè)備都需要設(shè)備驅(qū)動程序(有些是實時的),它必須是硬件的板卡支持包 (BSP) 的一部分。對于商品硬件,這些可能很難獲得。對于定制或半定制解決方案,這些將由為您提供定制解決方案的供應商提供給您(并提供支持)。如果您可以找到這些用于商品解決方案的驅(qū)動程序,那么您也不太可能獲得對它們的支持。
如果您的應用不需要特殊功能,那么使用評估板可能是合適的。
我需要什么類型的技術(shù)支持和/或指導?
主流評估板通常在愛好者和其他類似用戶的社區(qū)中得到良好的支持。但是,如果您無法從社區(qū)獲得問題的答案,則可能很難從評估板的制造商處獲得答案。根據(jù)評估板的性質(zhì),社區(qū)是提供支持的地方,這反映在價格中。底線是提供專業(yè)支持需要花錢。評估委員會降低成本的重要方法之一是期望愛好者免費提供支持,幫助其他愛好者。在開發(fā)專業(yè)產(chǎn)品時,此類支持會導致以下問題:
響應緩慢或沒有響應——社區(qū)的支持響應通常非常緩慢,因為這種支持的提供者是業(yè)余愛好者,他們在空閑時間提供支持。此外,由于支持人員的努力沒有得到報酬,因此無法保證任何人甚至會響應支持請求?;卮鸬膯栴}通常是那些發(fā)現(xiàn)容易回答或?qū)μ峁┐鸢傅膼酆谜吒信d趣的問題。此外,整個團隊可能會決定同時中斷,讓您在尋求支持時情緒高漲。
質(zhì)量問題 – 由于提供支持的社區(qū)成員不負責任,因此無法保證質(zhì)量。在某些情況下,給出的答案以事實的形式呈現(xiàn),但實際上只是對答案可能是什么的猜測。社區(qū)提供的支持響應通常質(zhì)量有問題,并且受到“一個問題,多個答案”的影響。換句話說,如果你問五個不同的社區(qū)成員同一個問題,你可能會得到五個不同的答案。從表面上看,每個答案都可能有效。但是,其中四個(甚至五個)答案可能存在隱藏問題,例如:僅在重新啟動之前有效;當某些硬件打開或關(guān)閉時不起作用;僅在外部依賴項更改之前有效(例如,對其內(nèi)容沒有長期保證的業(yè)余愛好者網(wǎng)站);僅適用于一個特定用戶;僅適用于一個特定的網(wǎng)絡(luò);僅適用于開發(fā)版本;修復錯誤后立即中斷。專業(yè)支持是針對打算投入生產(chǎn)的應用程序量身定制的,因此可以提供已發(fā)現(xiàn)可以解決所有這些常見缺陷的答案。社區(qū)支持通常對將產(chǎn)品投入生產(chǎn)知之甚少。
除了簡單的技術(shù)支持之外,商品硬件也很難獲得支持。如果您需要自定義實時驅(qū)動程序或?qū)τ布M行修改,評估板制造商很可能無法提供此支持。
價格是我的驅(qū)動因素嗎?
如果價格是驅(qū)動因素并且不需要定制硬件,那么通常很難與評估定價爭論。它們的價格點設(shè)定為非常低的利潤(有些是盈虧平衡或虧損),旨在吸引人們嘗試或設(shè)計基本硬件,從而在市場上獲得牽引力。但是,如果您要大量訂購,評估板不能提供太多折扣,因為它們已經(jīng)打折了。
此外,商品硬件將要求您提供用于制造產(chǎn)品的解決方案,并安裝和測試軟件。嵌入式制造商將為您提供軟件安裝和測試服務(wù),但如果您使用商品硬件,則需要您自己提供。
如果價格不是驅(qū)動因素或只是幾個驅(qū)動因素之一,則應進一步考慮。如果您的驅(qū)動因素是價格并且不關(guān)心壽命,那么評估板可能是合適的。
結(jié)論
評估板非常適合評估特定處理器和進行試驗。社區(qū)支持普遍良好,硬件投資極少。但是,如果您計劃圍繞評估板設(shè)計生產(chǎn)產(chǎn)品,明智的做法是非常仔細地考慮上面提出的每個問題。不考慮這些問題,可能會給您留下無法再制造并且可能很難更換的產(chǎn)品。
審核編輯:郭婷
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