這 I-Pi SMARC開發(fā)套件 有很大的發(fā)展空間，其中重要的一點是相對較低的價格。這只是期望工程師們使用它進行原型制作的原因之一，另一個重要的原因則是它對從初學者到專家的各個層次的工程師都具有吸引力。

得益于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的普及以及Raspberry Pi和Arduino等開發(fā)套件及其開源特性，初學者已經(jīng)對這類工具非常滿意。該代碼幾乎適用于您正在使用的任何應(yīng)用程序，包括所有插入式設(shè)備，傳感器，執(zhí)行器等。

隨著越來越多的工程師參與這些項目，工具、軟件甚至套件本身也變得更加強大，甚至對最有經(jīng)驗的設(shè)計師也更具吸引力?，F(xiàn)在，大部分設(shè)計都是從無處不在的開發(fā)套件開始的。僅從Raspberry Pi來看，市場觀察家稱，到今年年初已經(jīng)出貨了超過5，000萬套工具包，大約有十種不同型號。

制造商喜歡開發(fā)套件的原因之一是，他們知道工程師傾向于在工作和家庭中使用它們。因此，工程師們正在家里進行外圍設(shè)備和傳感器的試驗，并為雇主開發(fā)潛在產(chǎn)品的專業(yè)級原型版本。

消費品問題

將自制的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為商業(yè)產(chǎn)品的過程可能存在障礙。問題之一就是所需的溫度范圍。工程師的家可能會保持在+ 23°C的簡單溫度下，上下浮動大約10度。但這顯然不能滿足專業(yè)產(chǎn)品的需求。還必須克服沖擊和振動問題。工程師知道，在他家中的設(shè)備可以很好地綁在一起，然而這不是運輸最終產(chǎn)品的樣子。

另一個必須解決的問題是組件交換。雖然經(jīng)驗豐富的工程師知道他可以更換某些組件而不會（或很少）造成不良影響，但已經(jīng)完成原型階段的產(chǎn)品根本不允許您這么做，尤其是打算用于醫(yī)療，工業(yè)，或軍事應(yīng)用。一旦設(shè)計被鎖定，則不允許進行任何更改。

工程師確實可以選擇市場上現(xiàn)有的工業(yè)開發(fā)套件之一。但是，正如您所期望的那樣，它們在功能、可用軟件以及可以構(gòu)建或購買的外圍設(shè)備上的限制要大得多。它們可能各自使用不同的協(xié)議或接口進行操作，特別是在涉及通用輸入/輸出（GPIO）引腳，脈沖寬度調(diào)制（PWM）功能，模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC），數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）以及I2C，SPI，UART等通信功能。

硬件抽象層

經(jīng)驗豐富的設(shè)計師通常需要掌握的一些術(shù)語是硬件抽象層（HAL）和 區(qū)域協(xié)議 （圖1）。 HAL是在計算機物理硬件和軟件之間的軟件中實現(xiàn)的抽象層。 HAL的目的是在操作系統(tǒng)中隱藏硬件上的任何差異。結(jié)果是如果更改了硬件，則無需更改操作系統(tǒng)中的大多數(shù)代碼。

圖1：此處顯示的是軟件/硬件堆棧的高級視圖，包括源自Intel庫的抽象層MRAA，起著HAL的作用，但它們也簡化了連接到不同傳感器引腳所需的邏輯。MRAA是可移植的，這意味著它們允許相同的代碼在多個平臺上運行。這可能適用于用C ++，Python，JavaScript或Java或其他語言編寫的程序。

回到開發(fā)平臺（特別是Arduino），用戶一直在使用Arduino Create（一個集成的在線平臺），該平臺允許用戶編寫代碼，訪問內(nèi)容，配置板并共享項目。像Arduino系列中的大多數(shù)產(chǎn)品一樣，所有級別的開發(fā)人員都可以使用它們。查看Raspberry Pi，可以使用多個集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。請注意，MRAA可用作Arduino和Raspberry Pi平臺的HAL。

在這個領(lǐng)域的開發(fā)人員還應(yīng)該意識到 UPM，本質(zhì)上是具有高級API的傳感器庫，可輕松連接和使用IoT解決方案中的流行傳感器和執(zhí)行器。這些軟件驅(qū)動程序通過調(diào)用MRAA API與基礎(chǔ)硬件平臺進行交互。驅(qū)動程序可用于Arduino和RPi平臺。

SMARC定義模塊

回到 SMARC （Smart Mobility ARChitecture），指的是通用、小尺寸計算模塊，針對那些要求低功耗和低成本，同時又保持較高的性能水平的應(yīng)用。根據(jù)嵌入式技術(shù)標準化組織（Standardization Group for Embedded Technologies，SGET ）制定的規(guī)范，SMARC模塊支持的溫度范圍為-20°C至+ 85°C（請注意，某些SMARC模塊的額定溫度范圍為-40°C至+ 85°C）。）。

為了簡化設(shè)計，所有這些硬件和軟件組件都整合在 凌華科技工業(yè)Pi（I-Pi）SMARC開發(fā)套件 中 。該套件包括電源，USB編程線纜和包含Linux操作系統(tǒng)的SD存儲卡。I-Pi SMARC周圍的透明丙烯酸涂層增加了一定程度的保護。

凌華科技的I-Pi SMARC開發(fā)套件包含工程師開始進行工業(yè)原型所需的一切。 查看I-Pi SMARC的底面，您可以看到I-Pi是較大的載板，可提供與外界的所有接口，而SMARC處理器模塊是插入I-Pi托架的較小的板。該套件還包含Raspberry Pi等平臺未包含的功能，但創(chuàng)建基于IoT的嵌入式系統(tǒng)和設(shè)備（如實時時鐘（RTC））仍需要這些功能。

消費版與專業(yè)版

與諸如凌華科技的I-Pi SMARC之類的專業(yè)產(chǎn)品相比，Raspberry Pi和Arduino等消費類平臺有很大不同。如前所述，使用面向消費市場的產(chǎn)品（如Raspberry Pi和Arduino）的設(shè)計師可以輕松地替換他們認為合適的組件。而且在許多情況下，最終用戶甚至都不會得知更改（也不需要通知他們）。

但是，在工業(yè)領(lǐng)域，情況則完全不同。凌華科技的I-Pi SMARC遵循行業(yè)標準ECN（工程變更通知）和PCN（過程變更通知）慣例。這意味著最終用戶可以訪問審核跟蹤，從而定義了進行了哪些更改（如果有）以及原因。

我們可以對生產(chǎn)質(zhì)量問題的報告和調(diào)試提出類似的論點。對于Raspberry Pi和Arduino來說，這根本不可能。凌華科技的I-Pi SMARC不僅可能，而且報告和調(diào)試機制也包括在內(nèi)，以簡化流程。并且不要忘記售后支持和RMA（退料審查）。凌華科技完全擔保并支持I-Pi SMARC。

長期可用性

長期可用性是必須納入任何工業(yè)產(chǎn)品的一項功能。在某些情況下，這意味著七到十年或更長時間。諸如Raspberry Pi和Arduino之類的消費類平臺無法保證使用壽命，坦率地說，這并不是人們所期望的。它們可以隨時終止，恕不另行通知。凌華科技保證了I-Pi SMARC的十年可用性。凌華科技I-Pi SMARC開發(fā)套件提供了多種部署選項。好消息是，借助ADLINK I-Pi SMARC開發(fā)套件，已經(jīng)使用Arduino或Raspberry Pi平臺創(chuàng)建原型的開發(fā)人員可以利用這些傳感器生態(tài)系統(tǒng)和庫并將其設(shè)計遷移到工業(yè)環(huán)境中。

當您準備從原型過渡到生產(chǎn)時，I-Pi Carrier的開源規(guī)范可以作為希望創(chuàng)建自己的載體的開發(fā)人員的起點。這對于降低成本將是有益的，因為您可能只想使用應(yīng)用程序所需的功能和接口來填充運營商。板上永遠不會使用的功能是沒有意義的。

最重要的是，開發(fā)人員可以選擇自己喜歡的起點，并擁有適合工業(yè)環(huán)境的終點線。

審核編輯：郭婷