利用商业化平台快速开发嵌入式系统

2. 集成式嵌入式系统－除了具有与非集成式嵌入式系统相同的组件之外，集成式嵌入式系统提供了诸如冲击、振动、工作温度、以及环境认证之类的技术说明。通常来说，这些系统更加昂贵，但是他们通常带有集成的软件开发环境且具有更为丰富的I/O选择。

3. 工业级PC－利用现成的PC技术，工业级PC为开发工具及I/O性能提供了最为丰富的选择。它们也具有许多与其他集成式嵌入式系统相同的技术说明和认证，但这种性能是以成本为代价的。这种系统比前述两种方式更为昂贵。

图2、NI CompactRIO正是集成式嵌入式系统的一个实例。

NI CompactRIO集成式嵌入式系统架构，与图1所示的简单方框图极为相似。它使用了Freescale PowerPC微处理器运行VxWorks实时操作系统。PowerPC通过内部的PCI总线与FPGA相连接。此外，FPGA直接连接至各种模拟和数字I/O模块，从而可以连接各种传感器、激励器以及通信总线，同时也允许开发人员设计自定义的模块。图2给出了NI CompactRIO集成式嵌入式系统示意图，图3是CompactRIO的系统结构图。

图3、NI CompactRIO系统结构图

选择哪种方案？-嵌入式系统设计中的“隐性”成本

在选择自行设计还是利用现成平台时，通常技术性能并不是决定性因素，而需要进行简单的经济性分析。如果最终的利润足以填补产品开发过程中所花费的工程成本投资，那么做出的决定就是明智的。做出决定之前，必须准确估计自行设计方案所花费的成本。但这并是看上去那么简单；如果只是把板卡组件的成本和硬件及软件的开发时间相加，那么只是非常粗略地低估了总投资成本。还应当考虑其他的“隐性”成本才能准确地评估真正的任务成本。

一旦评估了工程投资成本，那么就可以简单计算一下的财务收支平衡分析。假设针对某种产品的开发，需要两个工程师花费九个月的时间来自行开发一块板卡，从需求分析到供货，其投资成本大约是300,000。并且在预安装、原型设计、预发布单元、加工以及其他偶然的工程成本等每个方面都花费了25,000，从而使得整个投资成本上升到400,000。在完成了这些工作后，自行设计的产品其成本将比使用现成的平台便宜400。使用公式1，可以看到投资收支平衡点位于第1,000个单位产品，直到售出第1,001个单位产品才会盈利。而且，这并没有包含上面所讨论的其他“隐性”成本。但是，如果选择了集成式嵌入式系统，就可以缩短上市时间，并且早期的利润将会用于成本优化和特性改进。通过这种方式，可以在整个产品生命周期内摊销投资成本，而不是在早期的开发过程中投入所有的资金。

公式1、可以使用简单的公式来计算任何自定义系统的收支平衡点

本文小结

那是否就不用自行设计板卡了？当然不是。对于那些对形状尺寸有专门要求且具有极高产量的系统、或者具有极为苛刻技术要求(例如极低的功率消耗)的系统来说，自行设计的方式将更具有优势。而对于产量较低、技术复杂又需要快速上市的产品，使用现成平台可以让供应商负担物流和“隐性”成本从而使得我们可以专注于技术上的优势突出，从而在市场竞争中保持领先。