SoM và máy tính bo mạch đơn: Lựa chọn cho sản xuất

Sự khác biệt giữa SoM và SBC là gì?

Hệ thống trên mô-đun đóng gói bộ xử lý và các chức năng hỗ trợ trên mô-đun kết nối với bo mạch nền hoặc bảng ứng dụng. Ranh giới chính xác thay đổi tùy theo sản phẩm: bộ nhớ, bộ lưu trữ, quản lý nguồn và chức năng không dây có thể được bao gồm. bo mạch nền cung cấp các kết nối và mạch điện dành riêng cho ứng dụng nằm ngoài ranh giới đó.

Máy tính bo mạch đơn cung cấp một bo mạch hoàn chỉnh hơn với một bộ giao diện và đầu nối xác định. Một số SBC được xây dựng dựa trên SoM nội bộ. Cả hai cách tiếp cận đều có thể hỗ trợ các sản phẩm thương mại; chỉ riêng yếu tố hình thức không thiết lập được độ tin cậy, hỗ trợ vòng đời hoặc chất lượng môi trường. Kiểm tra các cam kết thực tế của nhà cung cấp và bằng chứng cho phần cứng đã chọn.

Bắt đầu với các ràng buộc về giao diện và cài đặt

Mô tả mỗi kết nối bên ngoài như một giao diện hoàn chỉnh chứ không chỉ là một tính năng của bộ xử lý. Bộ điều khiển CAN bản thân nó không cung cấp đầu nối CAN riêng biệt, khả năng bảo vệ, đầu cuối hoặc dây nịt đã được xác minh. Tương tự, bộ xử lý có khả năng Ethernet không chỉ định vị trí đầu nối, từ tính, định tuyến cáp hoặc xếp hạng môi trường của vỏ.

Tạo một bản vẽ cài đặt một trang. Đánh dấu đầu vào nguồn, cáp camera, mạng, lối vào bộ lưu trữ, lỗ lắp và bề mặt làm mát. Thêm bán kính uốn cáp cần thiết và quyền truy cập dịch vụ. Điều này thường tiết lộ liệu một bo mạch có vẻ rẻ tiền có cần một bộ bộ điều hợp và các bộ phận lắp đặt vượt trội hơn lợi thế ban đầu của nó hay không.

Đối với Edge AI, cũng cố định mô tả khối lượng công việc đầu tiên: kiểu máy, độ phân giải đầu vào, số lượng luồng hoạt động và tốc độ kết quả được yêu cầu. Kiểm tra bộ tăng tốc và đường dẫn phần mềm trước khi thiết kế xung quanh mô-đun. các Hướng dẫn triển khai RK3588 mô tả cách thiết lập một thử nghiệm mô hình có thể lặp lại.

So sánh chi phí hệ thống hoàn chỉnh

So sánh hai phương án trên cùng một phạm vi hệ thống. Bao gồm bo mạch tính toán, bo mạch mang hoặc phần cứng giao tiếp, bộ chuyển đổi nguồn, đầu nối, vỏ thiết bị, tản nhiệt, lắp ráp và kiểm tra sản xuất. Tách chi phí điều chỉnh phần mềm và kỹ thuật khỏi chi phí sản xuất cho từng đơn vị. So sánh giá mô-đun SoM rời với giá máy tính hoàn chỉnh có vỏ sẽ làm sai lệch cơ sở quyết định.

Nếu khoản tiết kiệm định kỳ bằng 0 hoặc âm, phép tính chi phí đơn giản này không cung cấp khối lượng hòa vốn. bo mạch nền tùy chỉnh vẫn có thể được chứng minh bằng giao diện cần thiết, vỏ bọc nhỏ hơn hoặc hạn chế triển khai, nhưng lợi ích đó phải được nêu rõ ràng. Đánh giá khối lượng sản xuất thấp, dự kiến ​​và cao hơn là coi một dự báo là chắc chắn.

Yêu cầu báo giá có cùng sản phẩm bàn giao và thử nghiệm nghiệm thu. Một đề xuất có thể chỉ bao gồm thiết kế PCB, trong khi một đề xuất khác bao gồm các thay đổi, nguyên mẫu, đồ đạc thử nghiệm và tài liệu sản xuất của BSP. Đó là những phạm vi khác nhau ngay cả khi cả hai đều được mô tả như một tấm bo mạch nền cho một dự án mô-đun điện toán.

Bao gồm quyền sở hữu và bảo trì phần mềm

Xác định ai sẽ duy trì hình ảnh hệ điều hành, trình điều khiển, cấu hình khởi động và ứng dụng sau khi nguyên mẫu được chấp nhận. Hỏi thành phần nào được cung cấp dưới dạng nguồn, thành phần này phụ thuộc vào gói nhị phân và cách kiểm tra các bản cập nhật. Giữ bản dựng hình ảnh có thể tái tạo hoặc quy trình phát hành được ghi lại phù hợp với sản phẩm.

bo mạch nền tùy chỉnh có thể yêu cầu thay đổi cấu hình chân cắm, cây thiết bị, trình tự nguồn và trình điều khiển ngoại vi. Việc sử dụng lại mô-đun bộ xử lý giúp giảm một số công việc phần cứng nhưng không loại bỏ việc xác thực phần mềm bảng ứng dụng. Kiểm tra các thiết bị được gắn thực tế và đường dẫn khôi phục, bao gồm cả việc khởi động với thiết bị ngoại vi bị thiếu.

Lập kế hoạch cho các hoạt động dịch vụ: khôi phục phần mềm, lưu trữ thay thế, nhận dạng thiết bị, truy xuất nhật ký và khôi phục cập nhật. Các yêu cầu này ảnh hưởng đến các đầu nối và quyền truy cập gỡ lỗi, vì vậy chúng thuộc về bản tóm tắt phần cứng trước khi hoàn thiện phần bao bọc.

Đánh giá vòng đời và bằng chứng môi trường

• sẵn có: hỏi về phạm vi cung ứng, thông báo sửa đổi, hạn chế về đơn đặt hàng và các thủ tục khi hết vòng đời sản phẩm.
• Nhiệt: xác thực khối lượng công việc bằng lộ trình làm mát thực tế và điều kiện môi trường xung quanh.
• Quyền lực: xác định phạm vi đầu vào, hành vi khởi động và những xáo trộn mà quá trình cài đặt có thể gây ra.
• Dịch vụ: quyết định cách xác định và thay thế một mô-đun, bo mạch nền hoặc bộ phận hoàn chỉnh bị lỗi.
• Trình độ chuyên môn: phân biệt xếp hạng thành phần, mục tiêu thiết kế và các thử nghiệm đã hoàn thành cho sản phẩm được lắp ráp.

Đừng cho rằng việc thay đổi sang một mô-đun có giao diện tương thích là một bản nâng cấp tùy ý. Kiểm tra giao diện điện, nhu cầu điện năng, giải pháp nhiệt, chuỗi khởi động và hỗ trợ phần mềm. Ngay cả một thiết bị thay thế tương thích với đầu nối cũng cần có phạm vi xác thực được ghi lại.

Ba mẫu lựa chọn thực tế

Một ứng dụng phù hợp với một bảng hiện có

Đối với quá trình cài đặt thử nghiệm hoặc sản xuất có giao diện, vỏ bọc và nhu cầu về môi trường phù hợp với SBC có sẵn, hãy bắt đầu bằng cách xác thực nền tảng đó. Công việc phần cứng tùy chỉnh giảm bớt có thể cho phép nhóm tập trung vào ứng dụng và cài đặt.

Một sản phẩm có kết nối lĩnh vực chuyên biệt

Khi thiết kế cần các đầu nối cụ thể, giao diện biệt lập, đường viền hạn chế hoặc nguồn cung cấp đầu vào phù hợp, bo mạch nền SoM plus có thể cung cấp khả năng tích hợp rõ ràng hơn. Hãy xác định những nhu cầu đó trong Bản yêu cầu thiết kế bo mạch mang trước khi chọn mô-đun cuối cùng.

Dòng sản phẩm với các biến thể I/O khác nhau

Một mô-đun điện toán dùng chung có thể hỗ trợ nhiều bo mạch nền. Để làm cho điều đó trở nên hữu ích, hãy thiết lập đường cơ sở chung của phần mềm và nhận dạng biến thể rõ ràng. Việc tiết kiệm kỹ thuật phụ thuộc vào việc kiểm soát sự khác biệt giữa các dòng sản phẩm chứ không chỉ đơn giản là sử dụng lại cùng một bộ xử lý.

Câu hỏi về SoM và SBC

SoM có luôn rẻ hơn khi bán với số lượng lớn hơn không?

Không. So sánh đơn giá hoàn chỉnh và chi phí kỹ thuật bổ sung bằng cách sử dụng báo giá thực tế, giả định sản xuất và số lượng dự báo. Câu trả lời đúng phụ thuộc vào ứng dụng và các lựa chọn thay thế hiện có.

SBC có thể được sử dụng trong sản phẩm sản xuất không?

Có, nếu bo mạch, phần mềm, cách sắp xếp cung ứng và sản phẩm lắp ráp cụ thể đáp ứng các yêu cầu. Bảng phát triển và SBC được hỗ trợ sản xuất phải được đánh giá dựa trên các đặc điểm được ghi lại của chúng.

Cần quyết định điều gì trước khi khởi động bo mạch nền cho mô-đun điện toán?

Xác định mô-đun, giao diện, nguồn điện, vỏ bọc, môi trường vận hành, phạm vi phần mềm, số lượng dự kiến và các thử nghiệm chấp nhận. Xác định bất kỳ mục nào chưa được giải quyết có thể thay đổi sơ đồ hoặc bố cục.

Chọn nền tảng xung quanh hệ thống nhúng hoàn chỉnh

Máy tính một bo mạch (SBC) có thể giúp đánh giá phần mềm và giao diện một cách nhanh chóng. Hệ thống trên mô-đun (SoM) có thể trở thành thành phần điện toán của bo mạch nền tùy chỉnh để thiết kế mô-đun điện toán khi vị trí đầu nối, nguồn điện hoặc cơ học cần thay đổi. Quyết định sản xuất phải tính đến hỗ trợ Linux được nhúng, trình điều khiển có sẵn, trách nhiệm cập nhật và vòng đời thành phần cũng như giá bo mạch.

Đối với PC công nghiệp hoặc cổng cảm biến, hãy liệt kê các hạn chế cài đặt trước khi chọn một trong hai định dạng. Nếu dự án cũng sử dụng bộ điều khiển dựa trên RTOS cho I/O nhạy cảm với thời gian, hãy xác định rõ ràng giao diện của nó với bộ xử lý ứng dụng. Nguyên mẫu chạy ứng dụng là điểm khởi đầu cho việc xác thực sản phẩm chứ không phải là điểm kết thúc của nó.

Lập kế hoạch PCB và bo mạch nền tùy chỉnh để phát triển mô-đun điện toán