為尋求縮短物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備開發(fā)時(shí)間的嵌入式設(shè)計(jì)人員提供的商用開發(fā)平臺(tái)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(chǎng)。隨著芯片設(shè)計(jì)的進(jìn)步，高效、先進(jìn)的處理器的可用性不再是一個(gè)問(wèn)題。考慮到這些緊湊平臺(tái)上的內(nèi)存接口越來(lái)越多，可以適應(yīng)不斷增加的芯片密度，對(duì)內(nèi)存限制的擔(dān)憂也消失了。隨著這些改進(jìn)，面臨空間和資源限制的嵌入式設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮使用新型系統(tǒng)級(jí)模塊 （SOM） 開發(fā)平臺(tái)，以便快速開發(fā)和原型設(shè)計(jì)高性能、可靠的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

每個(gè) SOM 的核心是底層應(yīng)用處理器平臺(tái)。傳統(tǒng)上，大多數(shù) SOM 都基于 x86 平臺(tái)，并且在某種程度上源自典型的臺(tái)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(dú)立模型到可堆疊解決方案（如 PC/104），再到用于機(jī)架系統(tǒng)的專用刀片。

越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和應(yīng)用程序被設(shè)計(jì)用于需要更高功率的工作負(fù)載，這本質(zhì)上是有問(wèn)題的，因?yàn)樗鼈冞\(yùn)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(gè)封裝中提供高性能和極高的效率。i.MX6UL 能夠以高達(dá) 696 MHz 的內(nèi)核速度運(yùn)行，并且包括簡(jiǎn)化電源排序和降低外部電源復(fù)雜性的增強(qiáng)功能。

基于 ARM 的 SOM（例如基于 i.MX6UL 處理器的 SOM）正變得越來(lái)越成功和強(qiáng)大，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)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(kuò)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(jì)平臺(tái)

這些 SOM 通常與提供主機(jī)/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(chǔ)和嵌入式擴(kuò)展連接器，用于開發(fā)和原型設(shè)計(jì)。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(duì)于那些尋求促進(jìn)快速原型制作的開發(fā)環(huán)境的人來(lái)說(shuō)，最好的模塊被設(shè)計(jì)為智能嵌入式平臺(tái)，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(jì)人員提供了更大的自由度來(lái)創(chuàng)建可以利用更高水平計(jì)算能力的創(chuàng)新設(shè)備和應(yīng)用程序。例如，市場(chǎng)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(xiàng)，例如全功能 LGA 和簡(jiǎn)化的齒形邊緣通孔（便于焊接），同時(shí)集成超低功耗操作使用無(wú)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(jī)板，以便模塊外部的外圍設(shè)備和連接器成為最終設(shè)計(jì)的一部分。這些先進(jìn)的 SOM 還為未來(lái)的處理器升級(jí)提供了靈活性。在這一領(lǐng)域，SOM 大放異彩，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S定制，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)/返工通常在更先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)套件中找到的整個(gè)印刷電路板。

當(dāng)這些高效、緊湊的 SOM 與經(jīng)過(guò)測(cè)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(shí)，可以在沒有傳統(tǒng)硬件或軟件設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的情況下開發(fā) SD 卡存儲(chǔ)，甚至板載沖壓金屬天線、快速原型和概念驗(yàn)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(jì)專業(yè)知識(shí)和對(duì)目標(biāo)復(fù)雜軟件和硬件設(shè)計(jì)方面的深入了解。當(dāng)然，隨之而來(lái)的是延長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和相互競(jìng)爭(zhēng)的項(xiàng)目時(shí)間表，從而導(dǎo)致高昂的開發(fā)成本和延遲的上市時(shí)間。

時(shí)代變了。隨著基于 ARM 處理器的高級(jí) 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(tái)，包括用于模塊集成的參考設(shè)計(jì)、用于快速創(chuàng)建概念驗(yàn)證的原型平臺(tái)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(jì)。借助這些 SOM，現(xiàn)在可以以傳統(tǒng)時(shí)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(chǎng)，從而使嵌入式開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵母?jìng)爭(zhēng)力，而不會(huì)影響設(shè)計(jì)靈活性。

審核編輯：郭婷