這是嵌入式市場(chǎng)的一個(gè)動(dòng)態(tài)時(shí)期，因?yàn)?a target="_blank">處理器和軟件的進(jìn)步正在打破曾經(jīng)限制各種計(jì)算平臺(tái)實(shí)施的障礙。結(jié)合這些進(jìn)步，嵌入式計(jì)算板和模塊供應(yīng)商正在不斷增強(qiáng)其平臺(tái)產(chǎn)品組合，以利用下一代處理器架構(gòu)提供的性能、接口、功能和功率改進(jìn)。

ARM 架構(gòu)現(xiàn)在被視為嵌入式系統(tǒng)的支持處理器架構(gòu)之一，因?yàn)樗軌蛱峁┱嬲拈_(kāi)放系統(tǒng)方法來(lái)支持廣泛的接口和急需的功能。ARM 還提供可與 x86 雙核處理器相媲美的具有競(jìng)爭(zhēng)力的性能，但功耗低于 5 W。這是一個(gè)有吸引力的組合，也是低功耗細(xì)分市場(chǎng)中越來(lái)越多的智能手機(jī)、平板電腦和人機(jī)界面 （HMI） 子系統(tǒng)應(yīng)用程序采用基于 ARM 的平臺(tái)的一個(gè)促成因素。

ARM 技術(shù)的固有優(yōu)勢(shì)提供了越來(lái)越多的小型應(yīng)用程序所需的功能集。ARM 以前的一個(gè)限制是可擴(kuò)展平臺(tái)的可用性來(lái)自越來(lái)越多的供應(yīng)商，這些平臺(tái)可以作為從一代到下一代高效開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。ARM 技術(shù)的長(zhǎng)期生存能力的關(guān)鍵是一個(gè)支持性的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)可以提供具有互操作性和平滑遷移路徑的產(chǎn)品，嵌入式系統(tǒng) OEM 可以依賴這些產(chǎn)品。

ARM 滿足智能互聯(lián)應(yīng)用需求

當(dāng)今智能平板電腦和 HMI 工具應(yīng)用的要求超出了技術(shù)和電源規(guī)格，還包括堅(jiān)固耐用、生命周期延長(zhǎng)的產(chǎn)品支持。這些應(yīng)用通常是便攜式系統(tǒng)，對(duì)嵌入式設(shè)計(jì)人員的空間限制提出了挑戰(zhàn)，并且需要完全密封的無(wú)風(fēng)扇外殼，并且必須長(zhǎng)時(shí)間可靠地運(yùn)行。設(shè)計(jì)人員一直在努力使現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和更高功耗的處理器架構(gòu)在這些應(yīng)用程序中工作，因此預(yù)計(jì)會(huì)推出更專(zhuān)注的產(chǎn)品，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于支持基于 ARM 的子系統(tǒng)。

與其他流行的 CPU 架構(gòu)類(lèi)似，ARM 架構(gòu)提供了一種開(kāi)放系統(tǒng)方法。基于 ARM 的平臺(tái)以低于 1 W 的工作功率提供出色的每瓦性能比，功耗非常低，并且 CPU 性能可與最新的低功耗 x86 或基于 RISC 的平臺(tái)提供的性能相當(dāng)或超過(guò)處理器。ARM 處理器提供了為移動(dòng)智能手機(jī)和平板電腦提供易于使用的圖形用戶界面 （GUI） 所需的性能，并且還支持?jǐn)U展溫度操作。當(dāng) ARM 的平臺(tái)壽命長(zhǎng)達(dá) 15 年被添加到優(yōu)勢(shì)列表中時(shí)，很容易看出這些處理器可以滿足大多數(shù)智能互聯(lián)嵌入式應(yīng)用程序的需求。然而，在過(guò)去，

全球支持 ARM 平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)

成立了一個(gè)新的獨(dú)立于供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)組織，稱為嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組 （SGET），以幫助加快嵌入式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化硬件和軟件的開(kāi)發(fā)。為了跟上市場(chǎng)需求和技術(shù)的動(dòng)態(tài)步伐，SGET 制定了簡(jiǎn)化的規(guī)則和更短的異議期，以便更快地通過(guò)規(guī)范。

在 SGET 下成立的第一個(gè)工作組定義了超低功耗計(jì)算機(jī)模塊 （ULP-COM） 標(biāo)準(zhǔn)，旨在支持使用片上系統(tǒng) （SoC） 設(shè)備的超低功耗應(yīng)用。ULP-COM 規(guī)范的特點(diǎn)是其極其扁平的外形尺寸和針對(duì) SoC 處理器的優(yōu)化引腳排列。ULP-COM 標(biāo)準(zhǔn)指定高度僅為 4.3 毫米的 314 針連接器（MXM 3.0）。這種連接方法可滿足對(duì)極薄、堅(jiān)固且具有成本效益的模塊的移動(dòng)設(shè)計(jì)要求。為了增加設(shè)計(jì)靈活性，指定了兩種不同的模塊尺寸——82 mm x 50 mm 的短模塊和 82 mm x 80 mm 的全尺寸模塊。

標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)接口支持的好處

在 ULP-COM 之前，所有現(xiàn)有的模塊規(guī)范主要基于 x86 技術(shù)及其相關(guān)芯片組，這些芯片組支持多種接口，例如適用于 PC 設(shè)計(jì)的 USB、PCI Express 和 PCI Express 圖形端口。另一方面，ARM 支持更多傳統(tǒng)的嵌入式端口，例如 UART、I2C、I2S 和 SDIO。

ULP-COM 標(biāo)準(zhǔn)滿足了對(duì)最新 ARM 處理器支持的專(zhuān)用接口的需求，這使得它與 COM Express 標(biāo)準(zhǔn)明顯不同（參見(jiàn)圖 1）。ULP-COM 增加了 COM Express 上通常沒(méi)有的功能，例如經(jīng)濟(jì)高效的并行 TFT 顯示總線和 MIPI 顯示接口。它包括對(duì)消費(fèi)類(lèi)相機(jī)和手機(jī)存儲(chǔ)卡所需的多個(gè) SPI 鏈路和 SDIO 接口的支持。ULP-COM 還支持用于未來(lái)設(shè)計(jì)的 LVDS、HDMI 和嵌入式 DisplayPort。

圖 1：基于高度為 4.3 mm 的 314 針 MXM 3.0 連接器，ULP-COM 標(biāo)準(zhǔn)支持專(zhuān)為最新 ARM 處理器量身定制的新接口，包括 LVDS 等視頻輸出和專(zhuān)用攝像頭接口。

ULP-COM 為設(shè)計(jì)人員提供了專(zhuān)門(mén)匹配 ARM I/O 的標(biāo)準(zhǔn)化功能集。該功能集揭示了軟件在實(shí)現(xiàn)電路板兼容性和可互換性方面的重要性，并說(shuō)明了為什么它現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更成為關(guān)鍵的系統(tǒng)設(shè)計(jì)決策。

構(gòu)建塊方法的價(jià)值

基于 ARM 的設(shè)備已在許多嵌入式系統(tǒng)中成功實(shí)現(xiàn)。然而，這些現(xiàn)有系統(tǒng)中的大多數(shù)提供有限的互操作性，并且缺乏清晰、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)路徑。此外，過(guò)去支持 ARM 的產(chǎn)品通常需要更深入的開(kāi)發(fā)，因?yàn)樵撥浖苯优c硬件和特定應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)，這使得它們?cè)诒举|(zhì)上更具專(zhuān)有性。這意味著任何新設(shè)計(jì)基本上都必須從頭開(kāi)始。很明顯，靈活的構(gòu)建塊對(duì)于支持不斷發(fā)展的市場(chǎng)應(yīng)用程序的需求是必要的。

這就是具有將 COM、Mini-ITX 主板和 Pico-ITX 嵌入式 SBC 等標(biāo)準(zhǔn)化外形尺寸推向市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)供應(yīng)商可以使 OEM 受益的地方。正是這種創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化模塊的專(zhuān)有技術(shù)將創(chuàng)建基于 ARM 的平臺(tái)構(gòu)建塊，OEM 可以利用這些構(gòu)建塊來(lái)確保系統(tǒng)壽命和代代相傳的順利遷移。雖然 ARM 處理器永遠(yuǎn)不會(huì)完全取代嵌入式系統(tǒng)中的 x86 或 RISC 處理器，但基于 ARM 的計(jì)算平臺(tái)可以用作目前服務(wù)不足的某些應(yīng)用程序和細(xì)分市場(chǎng)的優(yōu)化構(gòu)建塊。

采取的步驟確保了易于采用和長(zhǎng)期生存能力

設(shè)計(jì)人員已經(jīng)意識(shí)到基于 ARM 處理器的平臺(tái)非常適合用于平板電腦、智能手機(jī)和 HMI 工具等小尺寸、高密度嵌入式設(shè)備。ARM 以較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命（最少 7 年，最多 15 年）滿足這些應(yīng)用要求，處理器尺寸和高度都較小，并且不需要芯片組。由于沒(méi)有移動(dòng)部件，因此可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的被動(dòng)冷卻和熱管理，以消除故障點(diǎn)，從而提高系統(tǒng)可靠性。

一個(gè)強(qiáng)大的硬件和軟件供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)目前正在克服與實(shí)施 ARM 相關(guān)的支持問(wèn)題的連續(xù)性。新 ULP-COM 等基于標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)的可用性使設(shè)計(jì)人員能夠更輕松地實(shí)施和加速基于 ARM 的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。ULP-COM 平臺(tái)提供便攜式和全封閉系統(tǒng)所需的所需性能功率比，并提供一系列靈活的顯示選項(xiàng)，以滿足各種部署需求。

最重要的是，ULP-COM 平臺(tái)為 OEM 提供了一種預(yù)先驗(yàn)證的構(gòu)建塊方法，有助于簡(jiǎn)化集成、降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并縮短從開(kāi)發(fā)到部署智能互聯(lián)設(shè)備的時(shí)間。重用這些已知構(gòu)建塊的能力提供了嵌入式系統(tǒng) OEM 所需的互操作性和進(jìn)化設(shè)計(jì)路徑，同時(shí)也確保了技術(shù)投資。供應(yīng)商正在采取這些步驟，目的是讓 OEM 更容易采用新模塊，以便 ARM 的長(zhǎng)期生存能力和開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)在未來(lái)很多年都可以使用。

審核編輯：郭婷