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  • ARM嵌入式主板綜合分析

     2014-7-3             

      隨著當代工控智能產品功能的日益復雜以及市場競爭,迫使產品的開發周期不斷縮短?;诜止さ脑瓌t,選擇集成了一定軟硬件功能的嵌入式主板作為整機部件,已成為當下整機產品設計的一種趨勢。盡管目前市面上ARM嵌入式主板是種類繁多,但大致可劃分為A、B兩類:A類主板是從學習套件演化而來,主要集成了CPU和存儲器芯片,在模塊周邊以焊盤形式引出管腳,客戶在使用時需要把主板模塊直接焊接在應用底板上;B類主板是針對工控應用而來,除了CPU核心系統外,還包括了常規的顯示、USB、網絡、UART等接口,并通過操作系統(Linux或CE)封裝成完整的計算機運行環境,結構上通過主板兩側引出的雙排插針與客戶應用底板相連。英創公司的主板產品屬于B類。

     

      通過下圖對比,可了解這兩類主板的基本特征:

     

    A類主板的典型樣板

    B類主板的典型樣板

    A類主板更接近核心板

    B類主板更接近單板計算機(圖中為英創EM3352)

     

      從上面產品的外形特征可以看到,A類主板的重點是鼓勵客戶自己來完成嵌入式系統的設計開發,而B類主板則強調客戶集中在應用開發上,其分工的切入點是不相同的。由此我們可以對這兩類主板產品,就工控智能產品整個開發生產環節的各個方面給出一個定性的比較:

     

    1、樣機開發

      A類主板讓開發者實際上是面對CPU芯片的,盡管有基本的BSP,但開發者必須了解CPU軟硬件方面的各項事宜,才能展開工作,其間必然涉及OS配置、編譯等多項技術問題,在這些問題解決后才有后續的應用開發。而B類主板則讓客戶直接進入應用開發,絕大多數的硬件開發僅僅是引出所需接口,重點在應用程序的開發方面。因此就開發來講,采用A類主板的項目要求工程師具有更高的技術水平(對企業不利),同時開發周期也明顯的長于采用B類主板的開發,開發周期長則意味開發風險大,這些需要企業加以權衡。

     

    2、質量控制

      A類主板必須焊接,才能通電測試。因此對客戶來說不能材料入庫前進行常規的功能檢測,而B類主板因為采用拔插方式,則能更好的滿足客戶質量控制體系的要求。

     

    3、生產成品率

      相對基于B類主板的產品,應用底板是獨立生產的,可在插入主板前加入對底板的靜態測試環節,這樣就可大大提高整機的成品率。就同一種產品而言,基于A類主板的應用底板的復雜性必然高于B類主板,而且由于批量生產的特點,A類主板必須加入到底板的生產環節,一次焊接完成,然后就只有整板調試,任何生產、焊接環節的差錯都可能傳遞到主板上,因此統計來說生產的成品率B類主板會更高。

     

    4、可維護性

      由于A類主板是焊接方式與底板相連的,如果客戶懷疑主板有缺陷,或在使用過程中出現故障,客戶是很難把主板取下的。即使取下來,由于已經焊接過,原則上主板故障的責任也很難斷定。而對B類主板,因為是拔插方式的,維護起來就方便多了。

     

    5、成本分析

      就目前市場來看,兩類產品的價格是大致相當的。對僅需要基本需求的應用,主板的批量價格在¥200元水平,對高級需求的應用,主板的批量價格會上升至¥350元水平或更高。基于A類主板的產品成本控制主要是客戶針對自身需求設計專項應用底板來實現的,而對基于B類主板的產品成本控制,則可通過批量訂購精簡版本的主板來實現。實際上,盡管在物料成本上兩類主板產品相差無幾,但基于A類主板的采買成本肯定高于B類主板,因為前者采買的物料品種數明顯多于后者。另外在生產的成品率,可維護性方面的差異,也會影響客戶產品的成本。

     

    6、機械結構

      顯然A類主板因為焊接,抗振性是很好的。而B類主板,以英創主板為例,由于采用0.1”間距的雙排標準插針,其連接也是非常穩固的,加上板子自重很輕,一般的運輸振動都不會對連接產生任何影響。對抗振有更高要求的應用,還可利用主板上的固定孔,進一步加強與底板的連接。同樣由于插針的方式,B類主板比A類主板會占用更大的空間,這對一些對空間有嚴格要求的應用(如手持式設備),B類主板的應用及會受限。

     

      總之兩類主板由于在分工的切入點不同,產生兩種不同的產品設計、生產、維護模式,供客戶選擇。

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