通過載板實(shí)現(xiàn)更輕松的定制

在嵌入式開發(fā)圈，流傳著一句實(shí)話：

“能用COM(核心板)解決的事，就別從零畫主板?！?/strong>

當(dāng)產(chǎn)品需要獨(dú)特外形、特定接口或長期供貨時，很多工程師還在傳統(tǒng)SBC(單板計(jì)算機(jī)) 和全定制設(shè)計(jì)中糾結(jié)。但實(shí)際上，通過 “核心板(COM)+ 定制載板” 的模式，能用更低的成本、更短的時間，交出更完美的設(shè)計(jì)。

如上篇所述，計(jì)算機(jī)模塊(COM) 最大的優(yōu)勢在于遵循標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。但COM方案究竟該如何定制？與現(xiàn)成主板或單板相比，又有哪些差異？

今天這篇文章，就為你徹底拆解COM方案的定制邏輯和實(shí)戰(zhàn)優(yōu)勢。

01靈活定制，從一塊載板開始

采用 COM 時，定制主要通過載板來完成。設(shè)計(jì)一塊專用載板遠(yuǎn)比從零打造整塊定制主板更簡單，但帶來的優(yōu)勢同樣顯著。 相比標(biāo)準(zhǔn)主板，載板在外形尺寸與接口布局上擁有充分的靈活度。外形可設(shè)計(jì)為方形、圓形乃至任意異形。這為按系統(tǒng)需求量身打造 PCB 提供了理想條件，并帶來諸多好處：更優(yōu)的散熱、更牢靠的安裝方式，以及將 I/O 精準(zhǔn)布置在所需位置。

這避免了復(fù)雜的內(nèi)部線纜連接，從而提升可靠性并優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對特定應(yīng)用外設(shè)的額外控制器，也能通過載板輕松集成。同時，也不再需要傳統(tǒng)擴(kuò)展板卡，它們往往更容易受到機(jī)械應(yīng)力影響，不僅可能降低系統(tǒng)可靠性，還會推高 BOM與成本。因此，工程師可專注于定制本身，設(shè)計(jì)流程更簡化、更高效。

02接口更少，收益更多

與傳統(tǒng) 單板和主板相比，基于 COM 的載板只集成應(yīng)用真正需要的部分。由于設(shè)計(jì)不再堆砌多余器件，成本自然更可控。這也有助于提升安全性，因?yàn)橐粋€原本就不存在的接口就無從被利用或入侵。比如外置 USB 口：應(yīng)用可能并不需要，但在主板上卻常常是標(biāo)配。這些端口就像敞開的門，給數(shù)據(jù)被竊取和惡意軟件留下機(jī)會。

03降低配套工作復(fù)雜度

與全定制設(shè)計(jì)相比，COM 方案不僅能降低工程與設(shè)計(jì)投入；其他相關(guān)配套工作也更容易完成：

●評估與驗(yàn)證僅需聚焦于模塊與評估載板未涵蓋的組件。其余組件均已由板卡供應(yīng)商預(yù)先完成驗(yàn)證。

●OEM 可直接沿用已完善的 COM文檔，只需對評估載板的具體細(xì)節(jié)做適配，即可形成自有的最終載板文檔。這意味著該系統(tǒng)組件的文檔工作至少有 60% 開箱即備，從而讓工程師擺脫這項(xiàng)不太受歡迎的任務(wù)。

●僅需針對應(yīng)用專屬組件進(jìn)行測試與認(rèn)證，從而簡化整機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)證流程。

04載板設(shè)計(jì)指南

PICMG 與 SGET 兩大標(biāo)準(zhǔn)組織均提供了經(jīng)過驗(yàn)證的載板設(shè)計(jì)指南，指導(dǎo) OEM 按照最佳實(shí)踐打造面向應(yīng)用的專用載板。這些載板設(shè)計(jì)指南是嵌入式計(jì)算工程師極佳的學(xué)習(xí)資料，而它們的普及也推動了更高水平的標(biāo)準(zhǔn)化：大多數(shù)定制化載板都會遵循指南中所述的最佳實(shí)踐來設(shè)計(jì)。

隨著許多廠商以合適的文件形式向 OEM 客戶交付其評估載板設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，工程師也能通過復(fù)用現(xiàn)有載板版圖，獲得可觀的效率提升。面對日益壓縮的嵌入式及邊緣系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期，遵循上述載板設(shè)計(jì)指南，有助于工程師快速完成高質(zhì)量設(shè)計(jì)，搶占市場先機(jī)。

載板設(shè)計(jì)指南下載：

●COM-HP與 COM Express 的載板設(shè)計(jì)指南可在 PICMG 網(wǎng)站獲?。?a _src="http://www.picmg.org/resources/design-guides">www.picmg.org/resources/design-guides

●SMARC模塊的載板設(shè)計(jì)指南可在以下地址獲?。?sget.org/standards/smarc

05培訓(xùn)與技術(shù)支持

為向客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)與支持，COM 供應(yīng)商通常會提供多種選擇，包括在線教程、載板設(shè)計(jì)培訓(xùn)及集成服務(wù)。部分一線供應(yīng)商（如 congatec）在該領(lǐng)域提供高端支持，并為 OEM 建立了專屬服務(wù)體系，旨在進(jìn)一步簡化嵌入式計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用。全球 OEM 客戶只需對接一個聯(lián)系人，即可獲得所有設(shè)計(jì)導(dǎo)入問題的解答，無需在熱線中排隊(duì)或面對頻繁更換的對接人。

這種面向 OEM 客戶的高端服務(wù)體系在嵌入式計(jì)算市場中獨(dú)具特色，并在全球范圍內(nèi)免費(fèi)提供。標(biāo)準(zhǔn)主板廠商會提供這樣的服務(wù)嗎？不會！那么，全定制設(shè)計(jì)的開發(fā)者該找誰來獲得高質(zhì)量的設(shè)計(jì)支持呢？大概還是要依靠COM供應(yīng)商來提供一流的服務(wù)與支持。

你的項(xiàng)目適合用COM嗎？自查清單來了！

當(dāng)應(yīng)用至少需要以下任一特性時，COM通常是理想選擇：

●需要完全自定義的I/O組合與布局

●設(shè)備外形特殊，無法裝入市售主板

●產(chǎn)品線需要跨代升級（換模塊不換載板）

●要求長期供貨保障

●開發(fā)周期緊，必須快速上市

●設(shè)計(jì)資源有限，希望降低研發(fā)成本

●注重設(shè)計(jì)復(fù)用率，想一套載板兼容多款CPU

遇到以下“疑難雜癥”，務(wù)必直接咨詢供應(yīng)商：

●標(biāo)準(zhǔn)模塊找不到想要的CPU？ 即便在處理器無關(guān)的COM-HPC標(biāo)準(zhǔn)中也找不到

●整機(jī)厚度(Z向高度)比模塊還?。?需要評估定制散熱或特殊封裝方案。

●年產(chǎn)量極大(百萬級)？ 計(jì)算“核心板+載板”與“全定制”的盈虧平衡點(diǎn)。

總體來說，COM方案及其供應(yīng)商通常能提供支持，例如按項(xiàng)目為你定制一款集成所需處理器的專用模塊，該方案可通過與處理器無關(guān)的 COM-HPC 標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。對于最后兩項(xiàng)需求，“COM + 載板”融合也可能是個好辦法：將所需 COM 與載板組合整合為單板方案，以找到成本與收益的最佳平衡點(diǎn)。

找到最佳平衡點(diǎn)

要計(jì)算這個盈虧平衡點(diǎn)并不簡單，因?yàn)檫€必須把研發(fā)成本以及未來升級投入成本一并納入考量。康佳特(congatec)可協(xié)助 OEM 完成這些測算，并能為全定制單板提供嵌入式設(shè)計(jì)與制造服務(wù)。

06降低已部署設(shè)備的維護(hù)成本

隨著設(shè)備互聯(lián)程度不斷提升，嵌入式系統(tǒng)已無法再以“凍結(jié)”的操作系統(tǒng)與應(yīng)用配置方式進(jìn)行部署。全定制設(shè)計(jì)將所有組件的安全更新管理負(fù)擔(dān)壓在 OEM 身上。采用計(jì)算機(jī)模塊（COM）后，OEM 可與模塊供應(yīng)商形成強(qiáng)有力的合作關(guān)系：供應(yīng)商會為計(jì)算核心及其標(biāo)準(zhǔn) BIOS、固件和驅(qū)動提供定期更新。

結(jié)語: 

在嵌入式與邊緣計(jì)算領(lǐng)域，“核心板+載板”模式早已不是妥協(xié)，而是高效、安全、靈活的代名詞。

如果你想在激烈的市場競爭中跑得更快、活得更穩(wěn)，下一次項(xiàng)目立項(xiàng)時，不妨先問自己一句：“這個主板，我必須從零設(shè)計(jì)嗎？”