物聯(lián)網(wǎng)(IoT)相關(guān)應(yīng)用的潛在成長(zhǎng)為供貨商及其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了新的機(jī)會(huì),但也進(jìn)一步擴(kuò)大軟硬件工程方面的挑戰(zhàn)。硬件和軟件密切相關(guān),共同組成了平臺(tái),需要采取多種策略來最大程度地降低跨平臺(tái)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。這些策略包括:
一、傳感器、變頻器的輸入/輸出限制(I/O)
決定沃卡惠的輸入/輸出需求是否采用固定或有限的數(shù)量和類型,或者是否需要擴(kuò)展數(shù)量和提高類型的靈活性。會(huì)影響您對(duì)微控制器(MCU)和外部接口設(shè)備的選擇。如果輸入/輸出不僅包含簡(jiǎn)單的低壓數(shù)字點(diǎn),還包括溫度傳感器、馬達(dá)、甚至串行和并行格式的通訊線路,這一點(diǎn)就尤為關(guān)鍵。
二、外部認(rèn)證射頻(RF)模塊的使用
很多情況下,獨(dú)立于核心應(yīng)用處理器的模塊都具有重要意義。沃卡惠認(rèn)為雖然高度整合的單芯片解決方案在電路板空間、功率和成本方面頗具吸引力,但倘若無線通信協(xié)議(protocol)、要求范圍、甚至法規(guī)要求有任何的變化或擴(kuò)展,都需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行重大改變,或者需要采用新的MCU和射頻鏈路相關(guān)固件。即便編碼部分很簡(jiǎn)單(可能性不大),但MCU可能無法滿足新的要求,而且需要升級(jí),因此增加了開發(fā)時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)。
三、以功率換取效能
弄清楚選擇的MCU在功率與效能矩陣中的正確位置。當(dāng)您沿著所需效能的曲線往上移,將會(huì)遇到閾值點(diǎn),因此不得不使用體積和功耗更大的MCU。當(dāng)您沿著曲線下移時(shí),所需資源減少,則可考慮使用體積小、功率低、價(jià)格便宜的MCU。
請(qǐng)確保所選的特定MCU支持各種復(fù)雜的速度、功能和功率模式,這樣才能優(yōu)化操作順序,最大程度降低總能耗,應(yīng)對(duì)需要大功耗的操作。
四、簡(jiǎn)化安全性
一些處理器具有專用的硬件嵌入特性,提供自動(dòng)安全功能,并且不依賴任何應(yīng)用軟件,甚至所選的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。這種方式可能會(huì)簡(jiǎn)化您所面對(duì)的安全挑戰(zhàn)。如果您選的所有MCU都具有相同的嵌入式安全功能就更好了,因?yàn)闊o論選擇哪一種處理器,都可以跨越物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)中的這個(gè)重要部分。
五、系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化
隨著對(duì)大小/效能要求的變化,需要對(duì)低功耗8/16位MCU進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,然后采用不同的內(nèi)存大小(片上內(nèi)存或外部?jī)?nèi)存);也可采用一個(gè)較大的32位MCU,雖然在低階應(yīng)用時(shí)會(huì)浪費(fèi)一些容量,但具有代碼和驅(qū)動(dòng)器一致的優(yōu)勢(shì),同時(shí)還能簡(jiǎn)化物料清單(BOM)和測(cè)試過程。
六、操作系統(tǒng)選擇
在某些情況下,一臺(tái)簡(jiǎn)單、低成本的單線程操作系統(tǒng)便已足夠,但也有很多項(xiàng)目需要采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。無論采用哪一種操作系統(tǒng),都需要對(duì)小型、中型和大型操作系統(tǒng)版本的可擴(kuò)展性和可用性做出評(píng)估。必須了解清楚最小版本的大小及其相應(yīng)的功能——沃卡惠認(rèn)為您肯定不希望當(dāng)項(xiàng)目完成80%時(shí),在操作系統(tǒng)的能力“遇到瓶頸”。