精品视频在线观看免费网曝,97影院午夜在线影国产,无码精品免费精品

開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)模塊（OSM）規(guī)范于2021年由SGET（嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織e.V.）正式采用，迎來(lái)了世界上第一個(gè)獨(dú)立于制造商的可焊接模塊化計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。在整個(gè)超低功耗應(yīng)用處理器市場(chǎng)，隨著原始設(shè)備制造商（OEM）努力從專有解決方案轉(zhuǎn)向統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)形成第二波標(biāo)準(zhǔn)化浪潮。

可焊接模塊化計(jì)算機(jī)并不是新的概念，各家制造商已經(jīng)在提供專有的模塊化計(jì)算機(jī)，可以在一定程度上進(jìn)行SMT組裝。與需要手工THT組裝的經(jīng)典模塊化計(jì)算機(jī)不同，這些可焊接模塊能夠使OEM從全自動(dòng)組裝和測(cè)試過(guò)程中受益。然而，到目前為止，這些模塊的標(biāo)準(zhǔn)化一直欠缺。

這樣導(dǎo)致的結(jié)果是，每種模塊都有不同的外形尺寸和不同的引腳，使廠商在鎖定供應(yīng)商和長(zhǎng)期供貨時(shí)不得不依靠某家制造商。業(yè)內(nèi)沒(méi)有獨(dú)立的維護(hù)規(guī)范、設(shè)計(jì)指南或廣泛的開(kāi)發(fā)人員社區(qū)，更不用說(shuō)開(kāi)源計(jì)劃。專門從事可焊接模塊化計(jì)算機(jī)母板的開(kāi)發(fā)公司也消失殆盡，傳統(tǒng)模塊化計(jì)算機(jī)場(chǎng)景中常見(jiàn)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)也是如此。OEM客戶必須自己集成模塊，或者依靠模塊制造商來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，這需要極大的信任，并且比標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化計(jì)算機(jī)具有非常大的更高設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

OSM面向超低功耗處理器

隨著OSM標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，上述情況正在發(fā)生變化。越來(lái)越多的應(yīng)用正在采用最高8W的超低功耗處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，處理器通?？梢栽跊](méi)有散熱器的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種轉(zhuǎn)變恰逢其時(shí)。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以及相關(guān)的應(yīng)用愿景是使盡可能多的設(shè)備變得“智能”，例如通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用程序對(duì)其進(jìn)行管理，這極大地增加了對(duì)此類應(yīng)用處理器更簡(jiǎn)單集成的需求，即便是對(duì)于工業(yè)市場(chǎng)批量，模塊化計(jì)算機(jī)本質(zhì)上也是因此而設(shè)計(jì)。

一般來(lái)說(shuō)，模塊化計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)應(yīng)用就緒的計(jì)算核心，在一個(gè)完全驗(yàn)證的封裝內(nèi)集成了所有特定的接口，包括所有標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)程序和必要的操作系統(tǒng)支持。這明顯縮短了上市時(shí)間，并大大降低了一次性工程（NRE）成本。標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化計(jì)算機(jī)還可提供一些典型優(yōu)勢(shì)，如多供應(yīng)商供貨、跨不同代處理器、不同制造商甚至不同架構(gòu)的可擴(kuò)展性，從而確保了長(zhǎng)期供貨穩(wěn)定，并保護(hù)了投資，這為原始設(shè)備制造商提供了高水平的設(shè)計(jì)安全性和最大的投資回報(bào)。通過(guò)部署模塊化計(jì)算機(jī)，還可以節(jié)省與電路板相關(guān)的成本，因?yàn)楦?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1517444.html">電流密度通常只存在于處理器，一旦它分布在母板上，就可以使用更少層PCB。

不僅連接器要花錢

然而，當(dāng)涉及到利用超低功耗處理器時(shí)，可插拔的模塊化計(jì)算機(jī)并不是最有效的選擇，因?yàn)樗鼈冃枰恍╊~外的投資，這在一定程度上抵消了更便宜處理器的優(yōu)勢(shì)。這些投資包括采購(gòu)實(shí)際的連接器、THT組件、螺釘固定件和鎖緊螺母，以及測(cè)試模塊的設(shè)備。此外，可插拔COM的測(cè)試站需要定期更換測(cè)試板，以進(jìn)行更大規(guī)模的生產(chǎn)運(yùn)行，因?yàn)檫B接器具有特定的有限接合周期，通常不超過(guò)幾百個(gè)。封包裝也較為復(fù)雜，涉及防靜電壓力密封袋、氣泡膜或泡沫包裝以及紙盒等，且每個(gè)模塊通常單獨(dú)包裝。RMA管理不僅耗時(shí)，也會(huì)磨損測(cè)試站。在這方面，對(duì)于成本約為70歐元的高性能處理器，可插拔模塊化計(jì)算機(jī)的概念才是真正價(jià)值所在，其它費(fèi)用則無(wú)足輕重，只占每個(gè)模塊成本的5-10%。對(duì)于更昂貴的處理器，這一比例甚至更低。

OSM模塊提高成本效率

相比之下，更便宜的超低功耗處理器需要成本更低的解決方案，以實(shí)惠的價(jià)格將其作為應(yīng)用就緒模塊推向市場(chǎng)。畢竟，其中的設(shè)計(jì)通常不那么復(fù)雜，使完全定制設(shè)計(jì)更加可行。一個(gè)明顯更具成本效益的解決方案是采用可焊接模塊化計(jì)算機(jī)，在ARM領(lǐng)域也稱為系統(tǒng)模塊。它們可以完全自動(dòng)化組裝、測(cè)試和封裝。在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，測(cè)試模塊的設(shè)備也可以標(biāo)準(zhǔn)化，并在所有模塊測(cè)試中使用，從而可消除設(shè)備磨損。由于模塊化計(jì)算機(jī)在泡罩包裝中儲(chǔ)存、運(yùn)輸并準(zhǔn)備進(jìn)行SMT組裝，也消除復(fù)雜的包裝管理和相關(guān)成本，這使得模塊化成為一種可行的解決方案，即使對(duì)于成本僅為幾歐元/美元的簡(jiǎn)單32位處理器也是如此。

完全定制設(shè)計(jì)吸引力減弱

同樣值得注意的是，設(shè)計(jì)策略正從完全定制設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向模塊和母板解決方案。對(duì)于THT組裝模塊，要達(dá)到成本核算平衡，嵌入式系統(tǒng)的限制數(shù)量通常在2萬(wàn)左右。然而，SMT組裝的潛在成本節(jié)約是如此之大，以至于達(dá)到盈虧平衡的數(shù)量可增加到20萬(wàn)左右。這些推斷只是經(jīng)驗(yàn)值，可能因具體設(shè)置而異。但能夠肯定的是，可焊接模塊化計(jì)算機(jī)能夠用于解決更大批量的生產(chǎn)問(wèn)題，這極大地?cái)U(kuò)大了目標(biāo)市場(chǎng)，因此也增加了需求。反過(guò)來(lái)，更大的目標(biāo)群體可以促進(jìn)更快的市場(chǎng)增長(zhǎng)，從而通過(guò)更好的規(guī)模經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)更低價(jià)格。所有這些，再加上標(biāo)準(zhǔn)化、非專有格式的實(shí)施，能夠促進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，最終將使原始設(shè)備制造商受益，這就是為什么隨著OSM標(biāo)準(zhǔn)的推出，可焊接模塊化計(jì)算機(jī)的專有市場(chǎng)正面臨越來(lái)越大壓力。

明確的引腳規(guī)范

然而，OSM標(biāo)準(zhǔn)包括一個(gè)經(jīng)常被誤解的條款，即沒(méi)有強(qiáng)制性的引腳分配。如果沒(méi)有更詳細(xì)的描述，這可能會(huì)導(dǎo)致每家廠商都可以隨心所欲，從而引發(fā)一個(gè)問(wèn)題：專有的和標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化計(jì)算機(jī)之間區(qū)別到底在哪里？這主要在于可選規(guī)范，OSM標(biāo)準(zhǔn)最終為引腳分配提供了一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)格的總體規(guī)劃。OSM規(guī)范為“Large（大）”的外形尺寸有多達(dá)660個(gè)引腳（即使是COM-HPC服務(wù)器模塊也只有大約其21%的引腳?。?，并且明確規(guī)定了哪個(gè)引腳可以執(zhí)行什么功能。然而，分配引腳并不是強(qiáng)制性的，這能提供巨大的優(yōu)勢(shì)。

100%互操作性

這意味著OSM模塊是100%可互操作的，可以部署在任何兼容OSM的母板上。由于600個(gè)引腳能夠?yàn)樗型ㄓ媒涌谔峁┳銐虻目臻g，OSM模塊可選規(guī)范允許在單一標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提供高度專用且非常異構(gòu)的SoC。一個(gè)潛在問(wèn)題是，可選接口規(guī)范規(guī)定，五個(gè)以太網(wǎng)接口僅適用于L及以上尺寸模塊。因此，每種模塊尺寸都有一個(gè)明確定義的功能范圍，這些對(duì)于某些處理器來(lái)說(shuō)可能會(huì)有所不同。例如，高度專業(yè)化的交換機(jī)控制器也適用于尺寸為M的模塊。最終，標(biāo)準(zhǔn)化OSM模塊與之前的模塊化計(jì)算機(jī)之間唯一區(qū)別在于，強(qiáng)制性規(guī)范較少，一些處理器制造商曾通過(guò)對(duì)引腳規(guī)范施加影響來(lái)拒絕競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)入COM業(yè)務(wù)。這使得競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)法利用模塊化計(jì)算機(jī)的乘數(shù)效應(yīng)（multiplier effect）。然而，通過(guò)用可選接口取代強(qiáng)制性接口，該標(biāo)準(zhǔn)幾乎兼容所有可用于高度異構(gòu)設(shè)計(jì)的超低功耗SoC。

完全的靈活性

這使得OSM標(biāo)準(zhǔn)非常開(kāi)放且經(jīng)得起未來(lái)考驗(yàn)，即便對(duì)于具有汽車接口或集成式FPGA的非常專用解決方案也是如此。將來(lái)，新的或尚未通用的接口可以簡(jiǎn)單地分配給未使用引腳或替換過(guò)時(shí)的引腳。對(duì)于永遠(yuǎn)不會(huì)在組合中出現(xiàn)的功能，引腳可以多次分配。這種靈活性為高度集成的超低功耗SoC異構(gòu)領(lǐng)域提供了非常必要的設(shè)計(jì)安全性。

領(lǐng)先制造商的支持

SGET成員研華、Aries、安富利、F&S、Geniatech、iesy、iWave和Kontron是首批提供官方OSM模塊的制造商，圍繞模塊的生態(tài)系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。首批母板開(kāi)發(fā)者已經(jīng)在宣傳他們不僅提供經(jīng)典的COM，還提供OSM模塊設(shè)計(jì)。iWave和Yamaichi等制造商也在銷售OSM模塊的測(cè)試適配器。支持OSM標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用就緒Gen2模塊化計(jì)算機(jī)已經(jīng)有多種變體：

一個(gè)母板適用于所有OSM模塊

所有這些模塊都可以在同一母板上進(jìn)行測(cè)試，前提是它們支持OSM引腳的全部功能。這能夠使設(shè)計(jì)更加一致，并可簡(jiǎn)化PCB布局的重用。一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)可用于所有OSM模塊，沒(méi)有與連接器相關(guān)的磨損效應(yīng)。在評(píng)估各種處理器時(shí)，能夠降低成本，提高靈活性。使用一個(gè)基本布局即可以構(gòu)建高度異構(gòu)的產(chǎn)品系列，這可以帶來(lái)巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。即便是對(duì)于母板天線設(shè)計(jì)之類的棘手任務(wù)也可重復(fù)使用，因?yàn)镺SM也將這些信號(hào)納入引腳規(guī)范，從而可實(shí)現(xiàn)無(wú)連接器天線設(shè)計(jì)。

今天，大多數(shù)OSM模塊仍然帶有預(yù)鍍錫和非鍍錫接觸引腳。然而，一旦第二波標(biāo)準(zhǔn)化浪潮擴(kuò)大，未來(lái)具有更多優(yōu)勢(shì)的BGA變體可能會(huì)更頻繁地出現(xiàn)。從一定數(shù)量開(kāi)始，對(duì)于更簡(jiǎn)單、更可靠SMT工藝的投資最終將轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并可提供其它附加價(jià)值。

請(qǐng)注意，制造OSM模塊需要SGET會(huì)員資格。但該規(guī)范是開(kāi)源式，在硬件和軟件方面都是在知識(shí)共享許可（Creative Commons license）下提供，這增加了對(duì)OSM標(biāo)準(zhǔn)的信任。未來(lái)是否還會(huì)有針對(duì)Arduino或Raspberry Pi的OSM模塊，這將是一件有趣且值得期待的事情。從技術(shù)角度來(lái)看，這當(dāng)然很可能。

作者：Ansgar Hein是嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織（SGET）的主席