一文讀懂，為什么推薦您采用嵌入式核心板開發(fā)產(chǎn)品？
一、什么是核心板？
嵌入式核心板又叫System-On-Module(SOM)板卡，是一種將CPU、內(nèi)存（DDR）、存儲(chǔ)（eMMC或FLASH）、電源管理（PMIC,負(fù)責(zé)CPU的上電時(shí)序及CPU需求各種不同電壓的輸出）等集成芯片封裝到一起的高集成度板卡，一般采用板對(duì)板連接器、郵票孔焊接、金手指、COM Express等形式與底板連接，并且核心板通常將CPU的所有功能引腳或大部分功能引腳引出，用戶在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)只需進(jìn)行功能接口的外圍電路設(shè)計(jì)，從而降低硬件開發(fā)難度，節(jié)省開發(fā)時(shí)間。
在軟件方面，嵌入式核心板（以下簡(jiǎn)稱核心板）一般已完成Linux（Build Root）、Ubuntu、Android、WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)的移植適配，在完善各個(gè)接口驅(qū)動(dòng)的同時(shí)還會(huì)適配Uboot、文件系統(tǒng)以及QT圖形界面的移植開發(fā)，這樣最終呈現(xiàn)給用戶的是一個(gè)帶圖形界面的完整操作系統(tǒng)，最大程度方便了用戶進(jìn)行二次開發(fā)。
核心板作為一種獨(dú)特的嵌入式板卡形式，與一體板相比優(yōu)勢(shì)明顯，不但可以降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度，加快產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)還便于產(chǎn)品迭代升級(jí)，減少維護(hù)工作量，因此在嵌入式系統(tǒng)所涉及的產(chǎn)品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)豐富的軟、硬件工程師來(lái)說(shuō)，可能還不了解采用核心板的開發(fā)方式或者不信賴核心板的產(chǎn)品模式，所以每當(dāng)遇到有新項(xiàng)目開發(fā)便重新開始設(shè)計(jì)一體板，軟件上還要重新移植Uboot、操作系統(tǒng)、QT等。如果時(shí)間充足、經(jīng)驗(yàn)豐富這種方法是可行的，但有很多公司在硬件與底層驅(qū)動(dòng)上基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，一旦設(shè)計(jì)過(guò)程出現(xiàn)失誤，很可能導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目擱置，影響產(chǎn)品上市。在人力不足的情況下，這樣的工作無(wú)疑是在“重復(fù)造輪子”，無(wú)形中消耗了大量的人力物力。
其實(shí)，飛凌嵌入式的核心板經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展與品質(zhì)沉淀，在集成度、穩(wěn)定性、專業(yè)性等方面已經(jīng)非常成熟，飛凌的企業(yè)級(jí)板卡對(duì)于用戶進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)能帶來(lái)很多價(jià)值。接下來(lái)，讓我們從產(chǎn)品開發(fā)角度來(lái)進(jìn)一步了解。
二、嵌入式ARM終端產(chǎn)品開發(fā)難點(diǎn)
嵌入式處理器應(yīng)用已非常廣泛，但在進(jìn)行終端產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、和生產(chǎn)維護(hù)上卻有一些無(wú)法規(guī)避的痛點(diǎn)。
01、硬件設(shè)計(jì)痛點(diǎn)
▲ 設(shè)計(jì)難度大：隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式處理器的性能越來(lái)越高，與之相對(duì)的是開發(fā)難度也越來(lái)越大，已不是單片機(jī)工程師軟硬通吃的時(shí)代了。從SDRAM到LPDDR4，內(nèi)存速率越來(lái)越快，PCB層數(shù)也從早期4層就可以滿足到現(xiàn)在動(dòng)輒8-12層，對(duì)高速走線與硬件的仿真都有了很大的要求，開發(fā)投入隱性成本高。
▲ 設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)：從熟悉CPU的啟動(dòng)、內(nèi)存選配到電源架構(gòu)設(shè)計(jì)，動(dòng)輒幾百根連線，一般需要半年以上的時(shí)間完成硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試；后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)產(chǎn)品上市效率的要求很高，可謂“時(shí)間就是金錢”，市場(chǎng)不會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)難度停下來(lái)等你。
▲ 穩(wěn)定性測(cè)試復(fù)雜：高低溫測(cè)試、壓力測(cè)試、信號(hào)完整性測(cè)試、電源帶載測(cè)試、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性測(cè)試、頻繁斷電、上電開關(guān)機(jī)測(cè)試等都需要有完備的測(cè)試設(shè)備與經(jīng)驗(yàn)方能完成。任何一個(gè)環(huán)節(jié)測(cè)試不通過(guò)都有可能讓設(shè)計(jì)重新來(lái)過(guò)，增加了工程師的壓力。
以上這些問(wèn)題，如果使用飛凌核心板呢？
采用飛凌核心板方式設(shè)計(jì)產(chǎn)品，因高速信號(hào)走線全部集中在核心板層面，用戶只需進(jìn)行外圍功能接口電路設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品PCB層數(shù)從8-12層變?yōu)?-4層，極大簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)難度，降低開發(fā)周期。同時(shí)，針對(duì)核心模塊的各種復(fù)雜測(cè)試已經(jīng)由飛凌完成，測(cè)試成本也會(huì)大幅降低。
02、軟件設(shè)計(jì)的痛點(diǎn)
▲ 系統(tǒng)移植周期長(zhǎng)：適配一個(gè)符合產(chǎn)品需求的操作系統(tǒng)，需要很長(zhǎng)的開發(fā)周期。文件系統(tǒng)裁剪、文檔解讀、適配硬件、BUG調(diào)試，種種工作無(wú)疑加大了開發(fā)難度，也延長(zhǎng)了開發(fā)周期；
▲ 重復(fù)開發(fā)：企業(yè)在有不同的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目時(shí)，會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的特性選擇不同品牌或型號(hào)的嵌入式處理器，這些處理器的性能和價(jià)格不同。如果使用同一款處理器開發(fā)不同產(chǎn)品可能會(huì)發(fā)生性能過(guò)剩或者性能不足的情況，但是如果每個(gè)項(xiàng)目都選擇不同型號(hào)的處理器開發(fā)又會(huì)出現(xiàn)重復(fù)開發(fā)和精力不足的問(wèn)題。重要的是，終端產(chǎn)品企業(yè)的軟件研發(fā)精力更適合投入到應(yīng)用程序的開發(fā)，與硬件相關(guān)的kernel層需要隨著處理器的變化而更改；
以上這些問(wèn)題，如果使用飛凌核心板呢？
飛凌核心板的操作系統(tǒng)BSP包都是經(jīng)過(guò)優(yōu)化、修復(fù)、裁剪、測(cè)試之后輸出的，使用習(xí)慣、功能特性體現(xiàn)、穩(wěn)定性方面都更加符合用戶需求。用戶不再需要從芯片原廠幾百G的資料一步一步做出符合自己功能需要的BSP，只需要從飛凌提供的已搭建好的開發(fā)環(huán)境按照軟件手冊(cè)操作即可，不但節(jié)省了開發(fā)周期，還能讓用戶的精力更加集中于應(yīng)用程序的開發(fā)。
03、生產(chǎn)與維護(hù)的痛點(diǎn)：
▲ 生產(chǎn)良率的控制難：嵌入式處理器開發(fā)的產(chǎn)品PCB層數(shù)多，且多數(shù)是高速信號(hào)，對(duì)PCB材質(zhì)、物料品質(zhì)、焊接質(zhì)量要求很高，如果達(dá)不到生產(chǎn)的一致性會(huì)直接導(dǎo)致良品率的下降甚至?xí)斐砂蹇ㄔ诂F(xiàn)場(chǎng)不穩(wěn)定的情況。
▲ 產(chǎn)品維護(hù)周期長(zhǎng)：高速信號(hào)對(duì)PCB阻抗要求高，材質(zhì)的細(xì)微變化都很可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存參數(shù)的調(diào)整。加之一些行業(yè)的產(chǎn)品生命周期很長(zhǎng)，動(dòng)輒十年以上，過(guò)程中任何一個(gè)芯片的停產(chǎn)或更新都需要軟硬件驅(qū)動(dòng)的修改，雖然難度不大但始終都要有人維護(hù)，分散精力。
以上這些問(wèn)題，如果使用飛凌核心板呢？
因?yàn)樘幚砥?、?nèi)存、存儲(chǔ)以及電源管理等主要芯片都集成在核心板上，而飛凌所有核心板在出廠前都會(huì)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的老化和測(cè)試，保證交付給用戶的是合格的產(chǎn)品，所以從側(cè)面提升了用戶的產(chǎn)品穩(wěn)定性，降低其生產(chǎn)難度。因?yàn)樘幚砥?、?nèi)存、存儲(chǔ)等芯片生產(chǎn)工藝在不斷更新迭代，軟件更新在所難免，飛凌為了保證核心板的一致性，會(huì)不斷對(duì)核心板進(jìn)行維護(hù)升級(jí)，這也間接幫助用戶減少了維護(hù)成本和精力投入。
結(jié)束語(yǔ)
醫(yī)療、工控、交通、電力、物聯(lián)網(wǎng)···不同行業(yè)、不同產(chǎn)品對(duì)嵌入式處理器的需求不同，有的需求高性能，有的需求低成本，有的需求功能接口豐富。在嵌入式處理器百花齊放的市場(chǎng)，飛凌與NXP、全志、瑞芯微、TI、SAMSUNG、瑞薩等國(guó)內(nèi)外多家芯片原廠達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系，針對(duì)不同嵌入式處理器的特性推出了一系列核心板，既有專用網(wǎng)絡(luò)加速的NXP DN產(chǎn)品處理器核心板，也有多媒體通用處理器核心板；既有可穩(wěn)定運(yùn)行于醫(yī)療設(shè)備及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的核心板，也有符合電力系統(tǒng)的全國(guó)產(chǎn)化核心板，省去了不同行業(yè)用戶因不同項(xiàng)目需求開發(fā)多款板卡的麻煩。而穩(wěn)定可靠的嵌入式核心板，在產(chǎn)品研發(fā)階段，帶來(lái)的不只是研發(fā)難度的降低，研發(fā)周期的縮短，長(zhǎng)遠(yuǎn)看還能節(jié)約產(chǎn)品批量化后的隱性成本。這也是為什么越來(lái)越多的企業(yè)選擇使用核心板來(lái)開發(fā)產(chǎn)品，因?yàn)?，?duì)于工程師和企業(yè)主來(lái)說(shuō)，都省心省力，還能讓產(chǎn)品更穩(wěn)定。
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