从COM到SMARC再到OSM：嵌入式计算模块的发展

高性能、低功耗嵌入式计算模块的选择范围空前广泛，开发者也因此更难筛选出最适配的方案。

嵌入式开发者从未拥有过如此丰富的高性能、低功耗计算模块选择。如今多样的选型空间，让开发者可以定制模块的尺寸、成本和性能，无需依赖定制硬件及伴随大规模组件级设计产生的工程成本。这种产品激增的核心驱动力，是厂商选择拥抱开放标准，而非用有限的专有方案抢占市场。

开放式板级平台与开源软件有诸多共通之处：二者都能受益于来自不同机构、不同工业领域资深工程师的审视，这些工程师会将计算机设计知识融入开放式平台规范中机械、散热、信号完整性相关的决策。而专有平台只能依赖单一供应商团队的决策，即便团队经验丰富，也难有热门开放平台那样的广度支撑。

开放式平台还能规避电子工程师常遇的问题，比如元器件过时。即便部分供应商停止支持某类形态，其他厂商仍能接手提供新硬件；同时也为硬件供应商打造了公平竞争环境，让其能在性能和性价比上同台竞技。

计算机模块（COM）架构的兴起

初看市场上琳琅满目的计算机模块，开发者很容易感到困惑。但现成硬件平台的普及，让工程师能相对轻松地针对每个项目微调模块的形态和输入输出配置，无需从零开始。核心是找到最贴合需求的形态标准。

计算机模块（COM）架构应用广泛，它既整合了现成计算模块的便捷性，又保留了定制载板的灵活性。

由 PCI 工业计算机制造商联盟（PICMG）推出的 COM Express，为其他基于 COM 的标准提供了范本，让工程师能轻松围绕核心处理器扩展输入输出。COM Express 推出时，单板计算机（SBC）占据主流 —— 这类设备集成了处理器和标准输入输出接口，还可通过插接附加模块实现定制化输入输出。

COM Express 模块包含核心处理器，可插接至载板。用户可选用适配的载板提供应用所需的输入输出，再通过 COM Express 标准接入最优计算模块；后续也能无缝升级更强大或更经济的 COM Express 模块，无需重新设计外壳或调整输入输出布局。

COM Express 支持 PCI Express 等核心输入输出总线，因此特别适合需要大容量存储、以太网、图形显示的嵌入式系统；部分设计师也会将其用于无显示输出的配置。

每个 COM Express 模块由一个插入载板的主机处理器组成。

x86 与 Arm：处理器架构与性能扩展

COM Express 架构源于工业 PC 设计，多数模块基于 x86 处理器，但生态已不再局限于此。市场正向更高性能层级拓展，COM-HPC 等新标准应运而生，面向边缘服务器、人工智能节点等算力密集型系统，这类模块配备更多高速 PCIe 通道，支持更高带宽与更强扩展性。

同时，COM 标准也纳入了 Arm 架构，拓宽了开发者的处理器选择，让不同性能、功耗、软件生态的方案更丰富。此外，针对紧凑型设计优化的硬件形态，也让 COM 概念向更小尺寸延伸。

选择适配形态：尺寸、外形与输入输出约束

物理尺寸是嵌入式设计的核心参数，部分项目有充足板级空间，部分仅能提供掌心大小的模块空间。空间充裕时，板卡选择相对简单；空间受限则需小型化载板，而紧凑型配置往往对功能有更多限制。

形态直接影响易用性和输入输出灵活性，比如 USB-A 接口比 USB-C 占用更多空间，接口朝向也很关键。紧凑型外壳常要求接口分布在板卡边缘，例如上架式系统中，将接口布置在载板前后沿，可简化安装与维护，因此开发初期就需明确尺寸、外形和接口布局。

嵌入式系统中 COM Express、SMARC 和 OSM 模块之间的区别。

面向物联网的更紧凑型 COM

2016 年推出的 SMARC 2.0 标准在基础规范上提供了更多形态选择，专为物联网设备及其他超紧凑型嵌入式系统设计。短尺寸 SMARC 形态仅 82×50mm，比 84×55mm 的迷你版 COM Express 更小，面积约为基础版 COM Express 模块的 40%。

SMARC 模块供应商聚焦能效、实时低延迟表现突出的 Arm 和 x86 处理器，核心连接器提供以太网、USB、I2C 等常规设备级输入输出，以及 4 通道 PCIe。

短尺寸 SMARC 与迷你版 COM Express 的板卡面积差异不大，而开放式标准模块（OSM）更小巧，更贴合物联网及其他低功耗高性能设备的需求。其核心是取消专用模块连接器，采用栅格阵列封装（LGA），直接焊接至载板，虽限制现场升级，但提升了抗冲击和振动能力。

OSM 模块尺寸从 30×15mm 矩形到 45×45mm 正方形不等，即便最大规格，在极致紧凑型需求下也优于 SMARC，是小型、低成本嵌入式计算模块的通用化、前瞻性标准，易集成于各类形态尺寸的产品中。

为特定应用选择适配的 COM 标准

当前众多标准采用 COM 架构，各标准在处理性能、输入输出能力、带宽、形态上存在差异，最优选择必然贴合具体应用。理解这些取舍，是释放模块化架构全部价值的关键。