利用商業(yè)化平臺快速開發(fā)嵌入式系統(tǒng)

2. 集成式嵌入式系統(tǒng)－除了具有與非集成式嵌入式系統(tǒng)相同的組件之外，集成式嵌入式系統(tǒng)提供了諸如沖擊、振動、工作溫度、以及環(huán)境認(rèn)證之類的技術(shù)說明。通常來說，這些系統(tǒng)更加昂貴，但是他們通常帶有集成的軟件開發(fā)環(huán)境且具有更為豐富的I/O選擇。

3. 工業(yè)級PC－利用現(xiàn)成的PC技術(shù)，工業(yè)級PC為開發(fā)工具及I/O性能提供了最為豐富的選擇。它們也具有許多與其他集成式嵌入式系統(tǒng)相同的技術(shù)說明和認(rèn)證，但這種性能是以成本為代價的。這種系統(tǒng)比前述兩種方式更為昂貴。

圖2、NI CompactRIO正是集成式嵌入式系統(tǒng)的一個實例。

NI CompactRIO集成式嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)，與圖1所示的簡單方框圖極為相似。它使用了Freescale PowerPC微處理器運行VxWorks實時操作系統(tǒng)。PowerPC通過內(nèi)部的PCI總線與FPGA相連接。此外，F(xiàn)PGA直接連接至各種模擬和數(shù)字I/O模塊，從而可以連接各種傳感器、激勵器以及通信總線，同時也允許開發(fā)人員設(shè)計自定義的模塊。圖2給出了NI CompactRIO集成式嵌入式系統(tǒng)示意圖，圖3是CompactRIO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3、NI CompactRIO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

選擇哪種方案？-嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的“隱性”成本

在選擇自行設(shè)計還是利用現(xiàn)成平臺時，通常技術(shù)性能并不是決定性因素，而需要進(jìn)行簡單的經(jīng)濟(jì)性分析。如果最終的利潤足以填補(bǔ)產(chǎn)品開發(fā)過程中所花費的工程成本投資，那么做出的決定就是明智的。做出決定之前，必須準(zhǔn)確估計自行設(shè)計方案所花費的成本。但這并是看上去那么簡單；如果只是把板卡組件的成本和硬件及軟件的開發(fā)時間相加，那么只是非常粗略地低估了總投資成本。還應(yīng)當(dāng)考慮其他的“隱性”成本才能準(zhǔn)確地評估真正的任務(wù)成本。

一旦評估了工程投資成本，那么就可以簡單計算一下的財務(wù)收支平衡分析。假設(shè)針對某種產(chǎn)品的開發(fā)，需要兩個工程師花費九個月的時間來自行開發(fā)一塊板卡，從需求分析到供貨，其投資成本大約是300,000。并且在預(yù)安裝、原型設(shè)計、預(yù)發(fā)布單元、加工以及其他偶然的工程成本等每個方面都花費了25,000，從而使得整個投資成本上升到400,000。在完成了這些工作后，自行設(shè)計的產(chǎn)品其成本將比使用現(xiàn)成的平臺便宜400。使用公式1，可以看到投資收支平衡點位于第1,000個單位產(chǎn)品，直到售出第1,001個單位產(chǎn)品才會盈利。而且，這并沒有包含上面所討論的其他“隱性”成本。但是，如果選擇了集成式嵌入式系統(tǒng)，就可以縮短上市時間，并且早期的利潤將會用于成本優(yōu)化和特性改進(jìn)。通過這種方式，可以在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)攤銷投資成本，而不是在早期的開發(fā)過程中投入所有的資金。

公式1、可以使用簡單的公式來計算任何自定義系統(tǒng)的收支平衡點

本文小結(jié)

那是否就不用自行設(shè)計板卡了？當(dāng)然不是。對于那些對形狀尺寸有專門要求且具有極高產(chǎn)量的系統(tǒng)、或者具有極為苛刻技術(shù)要求(例如極低的功率消耗)的系統(tǒng)來說，自行設(shè)計的方式將更具有優(yōu)勢。而對于產(chǎn)量較低、技術(shù)復(fù)雜又需要快速上市的產(chǎn)品，使用現(xiàn)成平臺可以讓供應(yīng)商負(fù)擔(dān)物流和“隱性”成本從而使得我們可以專注于技術(shù)上的優(yōu)勢突出，從而在市場競爭中保持領(lǐng)先。