工程師說 | 自制硬件還是外購SOM和SBC系統(tǒng)方案？如何選擇才能加快產(chǎn)品設(shè)計周期

使用模組系統(tǒng)（SOM）或單板計算機(jī)（SBC）的主要好處是可以充分利用您有限的研發(fā)資源，基于現(xiàn)成的SOM和SBC搭建快速響應(yīng)的解決方案。詳細(xì)了解即用型SOM和SBC的優(yōu)勢，以了解這些優(yōu)勢如何幫助您加快開發(fā)周期。

Frank Urbe

Senior Manager, SST EMEA

近年來，自制或外購、快速上市、可擴(kuò)展性和成本優(yōu)化等術(shù)語是客戶經(jīng)常探討的話題?？蛻粼谔峒斑@些詞匯時，通常是在談?wù)摶蚩紤]“計算機(jī)模塊的購買方案”。在深入了解這些詳細(xì)信息之前，我們可以先了解一些定義

定義

單板計算機(jī)（Single Board Computer，SBC）是構(gòu)建在單個印刷電路板上的完整計算機(jī)，包含時鐘、微處理器、RAM、閃存、以太網(wǎng)和I/O控制器。

模組計算機(jī)（Computer-On-Module，COM）又稱“模組系統(tǒng)”（System-On-Module，SOM），通常沒有可以直接連接外圍設(shè)備的I/O插座。必須將它們插入主板（通常稱為擴(kuò)展板或基板）中，才能形成連接外部的I/O路徑。

使用SBS或SOM這種方式非常普遍，因為這樣可以讓終端客戶（例如，POS、工廠自動化、醫(yī)療）專注于發(fā)揮自身的核心競爭力，例如：

● 定制專門的I/O的基板

●設(shè)計擴(kuò)展卡（例如，基板上M.2外形尺寸）

●優(yōu)化個性化應(yīng)用軟件

外形尺寸

說起來容易，但是決定成敗的往往是細(xì)節(jié)。雖然SBC由應(yīng)用程序本身驅(qū)動，但客戶會根據(jù)所選配件SOM的要求制定解決方案，而SOM在幾種情況下其外形會有所不同。本節(jié)將簡要介紹一些縮略詞和主要外形尺寸。

主要的外形尺寸由SGET定義。SGET主要關(guān)注的是Arm架構(gòu)，因此我們正在仔細(xì)研究SGET的舉措。

SGET（嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織）

嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織（簡稱SGET）是一個由公司和組織組成的國際非營利性協(xié)會，旨在共同開發(fā)嵌入式計算機(jī)技術(shù)的獨立規(guī)范。SGET e.V.是根據(jù)德國法律成立的注冊技術(shù)、科學(xué)和教育協(xié)會。其目的是提供一個平臺來定義和推廣嵌入式技術(shù)的行業(yè)公開標(biāo)準(zhǔn)。

SGET目標(biāo)：

●提供一個平臺，推廣低成本、高性能嵌入式技術(shù)的行業(yè)規(guī)范

●真正面向全球，而不僅限于歐洲

●定義市場行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，擯棄官僚主義

●所有規(guī)范均可無限制地免費訪問和下載

●覆蓋面廣的開放型組織

●嵌入式技術(shù)（硬件、軟件、系統(tǒng)、接口、機(jī)制等）的獨立規(guī)范/工作組

從2021年起，瑞薩電子一直是SGET e.V.的成員。很重要的一點是，瑞薩電子和SGET共享我們在MPU設(shè)計方面的經(jīng)驗以及如何從現(xiàn)場獲得所需反饋意見的經(jīng)驗。

SGET成員

https://sget.org/about-sget/members/

SGET行業(yè)公開標(biāo)準(zhǔn)

https://sget.org/standards/

SMARC“智能移動架構(gòu)”

SMARC（“智能移動架構(gòu)”）是一款多功能小型計算機(jī)模塊，適用于需要低功耗、低成本和高性能的應(yīng)用場景。

該模塊使用的Arm SOC通常與許多常用設(shè)備（如平板電腦和智能手機(jī)）中使用的Arm SOC相似或者相同。

該模塊目前有兩種尺寸：

82mm×50mm和82mm×80mm。

●模塊PCB有14個金手指引腳，引腳間距為0.5mm，采用可插拔的連接器接口

●第三種規(guī)格也正在討論中

最新的規(guī)格是2.1，且目前SGET正在開發(fā)一種更小的新外形尺寸。

圖1：對比全尺寸和半尺寸SMARC模塊

OSM（Open Standard Modules）

Open Standard Modules的全部理念都是為小尺寸、低成本嵌入式計算機(jī)模塊創(chuàng)建一套面向未來的多元化

全新標(biāo)準(zhǔn)，使其具備以下關(guān)鍵特征：

●焊接、組裝和測試過程中的工作完全可由機(jī)器處理

●具備各種可能的PCB封裝形式，可直接焊接，無需連接器

●預(yù)定義的軟接口和硬件接口

●軟硬件開放源碼

Open Standard Module（OSM）規(guī)格可用于為最流行的MCU32、Arm甚至X86架構(gòu)的開發(fā)、生產(chǎn)和分布式嵌入式模塊。面對越來越豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，該標(biāo)準(zhǔn)有助于客戶利用模塊化嵌入式計算的優(yōu)勢，滿足其在成本、空間和接口方面越來越高的要求。該標(biāo)準(zhǔn)還支持不同的外形尺寸（例如SMARC和專屬外形尺寸），并幫助開發(fā)人員輕松擴(kuò)展其開發(fā)規(guī)模。

圖2：基于OSM標(biāo)準(zhǔn)的外形尺寸變化

專屬外形尺寸

客戶所用的大多數(shù)模塊仍然采用專屬的外形尺寸。甚至OEM客戶也在自己開發(fā)和生產(chǎn)計算機(jī)模塊，目的是將硬件處理單元與應(yīng)用程序分開，并將開發(fā)團(tuán)隊分成兩個不同的工作組。專屬解決方案可讓客戶更加專注于專用的SOC但不錯失SOC的任何功能，或者專注于產(chǎn)品特性，通過應(yīng)用或聚焦一個主要功能特點是常見的實現(xiàn)手段，比如縮小尺寸）。

為客戶帶來的好處

使用SOM或SBC的主要好處是不依賴于客戶自身現(xiàn)有的資源和專有知識。客戶采購SOM或SBC時，不需要具備MPU設(shè)計知識，因為該任務(wù)已經(jīng)外包給MPU專家?？焖倩ミB、高速信號連接和配套芯片選型方面的難題迎刃而解。

瑞薩電子提供兩項合作伙伴計劃來支持您的產(chǎn)品開發(fā)?！癛Z合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)計劃”提供基于RZ MPU的即用型合作伙伴解決方案，助力您加快電路板的開發(fā)。另一方面，“首選合作伙伴計劃”是一個圍繞硬件打造的合作伙伴計劃：由我們的合作伙伴提供基于瑞薩RZ系列MPU以及瑞薩模擬器件、傳感器和連接技術(shù)的即用型硬件解決方案（包括BSP）。借助這兩項合作伙伴計劃，客戶就可以減少在硬件方面的工作，將更多精力放在“如何讓產(chǎn)品實現(xiàn)差異化”上面。兩項合作伙伴計劃都可以面向消費解決方案以及各種工業(yè)應(yīng)用場景（包括醫(yī)療設(shè)備在內(nèi)）提供解決方案和硬件。

有關(guān)瑞薩RZ合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)解決方案和首選合作伙伴計劃的更多介紹，您可長按下方對應(yīng)的二維碼了解并找到適合您的解決方案和合作伙伴。

RZ合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)解決方案

首選合作伙伴計劃

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續(xù)發(fā)展的未來。作為全球微控制器供應(yīng)商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業(yè)知識，提供完整的半導(dǎo)體解決方案。成功產(chǎn)品組合加速汽車、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上市，賦能數(shù)十億聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請訪問renesas.com