利用商業(yè)化平臺快速開(kāi)發(fā)嵌入式系統

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

3. 工業(yè)級PC－利用現成的PC技術(shù)，工業(yè)級PC為開(kāi)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相同的技術(shù)說(shuō)明和認證，但這種性能是以成本為代價(jià)的。這種系統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的一個(gè)實(shí)例。

NI CompactRIO集成式嵌入式系統架構，與圖1所示的簡(jiǎn)單方框圖極為相似。它使用了Freescale PowerPC微處理器運行VxWorks實(shí)時(shí)操作系統。PowerPC通過(guò)內部的PCI總線(xiàn)與FPGA相連接。此外，FPGA直接連接至各種模擬和數字I/O模塊，從而可以連接各種傳感器、激勵器以及通信總線(xiàn)，同時(shí)也允許開(kāi)發(fā)人員設計自定義的模塊。圖2給出了NI CompactRIO集成式嵌入式系統示意圖，圖3是CompactRIO的系統結構圖。

圖3、NI CompactRIO系統結構圖

選擇哪種方案？-嵌入式系統設計中的“隱性”成本

在選擇自行設計還是利用現成平臺時(shí)，通常技術(shù)性能并不是決定性因素，而需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的經(jīng)濟性分析。如果最終的利潤足以填補產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)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，必須準確估計自行設計方案所花費的成本。但這并是看上去那么簡(jiǎn)單；如果只是把板卡組件的成本和硬件及軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間相加，那么只是非常粗略地低估了總投資成本。還應當考慮其他的“隱性”成本才能準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(jiǎn)單計算一下的財務(wù)收支平衡分析。假設針對某種產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，需要兩個(gè)工程師花費九個(gè)月的時(shí)間來(lái)自行開(kāi)發(fā)一塊板卡，從需求分析到供貨，其投資成本大約是300,000。并且在預安裝、原型設計、預發(fā)布單元、加工以及其他偶然的工程成本等每個(gè)方面都花費了25,000，從而使得整個(gè)投資成本上升到400,000。在完成了這些工作后，自行設計的產(chǎn)品其成本將比使用現成的平臺便宜400。使用公式1，可以看到投資收支平衡點(diǎn)位于第1,000個(gè)單位產(chǎn)品，直到售出第1,001個(gè)單位產(chǎn)品才會(huì )盈利。而且，這并沒(méi)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，就可以縮短上市時(shí)間，并且早期的利潤將會(huì )用于成本優(yōu)化和特性改進(jìn)。通過(guò)這種方式，可以在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內攤銷(xiāo)投資成本，而不是在早期的開(kāi)發(fā)過(guò)程中投入所有的資金。

公式1、可以使用簡(jiǎn)單的公式來(lái)計算任何自定義系統的收支平衡點(diǎn)

本文小結

那是否就不用自行設計板卡了？當然不是。對于那些對形狀尺寸有專(zhuān)門(mén)要求且具有極高產(chǎn)量的系統、或者具有極為苛刻技術(shù)要求(例如極低的功率消耗)的系統來(lái)說(shuō)，自行設計的方式將更具有優(yōu)勢。而對于產(chǎn)量較低、技術(shù)復雜又需要快速上市的產(chǎn)品，使用現成平臺可以讓供應商負擔物流和“隱性”成本從而使得我們可以專(zhuān)注于技術(shù)上的優(yōu)勢突出，從而在市場(chǎng)競爭中保持領(lǐng)先。