Frank Urbe
Frank Urbe
Senior Manager, SST EMEA
已发布: 2023年7月21日

近年来，自制或外购、快速上市、可扩展性和成本优化等术语是客户经常探讨的话题。 客户在提及这些词汇时，通常是在谈论或考虑“计算机模块的购买方案”。 在深入了解这些详细信息之前，我们可以先了解一些定义

定义

单板计算机（Single Board Computer，SBC）是构建在单个印刷电路板上的完整计算机，包含时钟、微处理器、RAM、闪存、以太网和 I/O 控制器。

模组计算机（Computer-On-Module，COM）又称“模组系统”（System-On-Module，SOM），通常没有可以直接连接外围设备的 I/O 插座。 必须将它们插入主板（通常称为扩展板或基板）中，才能形成连接外部的 I/O 路径。

使用SBS或SOM这种方式非常普遍，因为这样可以让终端客户（例如，POS、工厂自动化、医疗）专注于发挥自身的核心竞争力，例如：

  • 定制专门的 I/O 的基板
  • 设计扩展卡（例如，基板上 M.2 外形尺寸）
  • 优化个性化应用软件

外形尺寸

说起来容易，但是决定成败的往往是细节。 虽然 SBC 由应用程序本身驱动，但客户会根据所选配件 SOM 的要求制定解决方案，而 SOM 在几种情况下其外形会有所不同。 本节将简要介绍一些缩略词和主要外形

尺寸。 主要的外形尺寸由 SGET 定义。 SGET 主要关注的是 Arm 架构，因此我们正在仔细研究 SGET 的举措。

SGET（嵌入式技术标准化组织）

SGeT Logo

嵌入式技术标准化组织（简称 SGET）是一个由公司和组织组成的国际非营利性协会，旨在共同开发嵌入式计算机技术的独立规范。 SGET e.V. 是根据德国法律成立的注册技术、科学和教育协会。 其目的是提供一个平台来定义和推广嵌入式技术的行业公开标准。

SGET 目标：

  • 提供一个平台，推广低成本、高性能嵌入式技术的行业规范
  • 真正面向全球，而不仅限于欧洲
  • 定义市场行业标准，摈弃官僚主义
  • 所有规范均可无限制地免费访问和下载
  • 覆盖面广的开放型组织
  • 嵌入式技术（硬件、软件、系统、接口、机制等）的独立规范/工作组

从 2021 年起， 瑞萨电子一直是 SGET e.V. 的成员。 很重要的一点是，瑞萨电子和 SGET 共享我们在 MPU 设计方面的经验以及如何从现场获得所需反馈意见的经验。

SMARC“智能移动架构”

SMARC®（“智能移动架构”）是一款多功能小型计算机模块，适用于需要低功耗、低成本和高性能的应用场景。

该模块使用的 Arm SOC 通常与许多常用设备（如平板电脑和智能手机）中使用的 Arm SOC 相似或者相同。

该模块目前有两种尺寸：82mm x 50mm 和 82mm x 80mm。

  • 模块 PCB 有 314 个金手指引脚，引脚间距为0.5mm ，采用可插拔的连接器接口
     
  • 第三种规格也正在讨论中
    最新的规格是 2.1，且目前 SGET 正在开发一种更小的新外形尺寸。
Comparison between Full and Half Size SMARC Modules
图 1：对比全尺寸和半尺寸 SMARC 模块

OSM (Open Standard Modules™)

Open Standard Modules™ 的全部理念都是为小尺寸、低成本嵌入式计算机模块创建一套面向未来的多元化

全新标准，使其具备以下关键特征：

  • 焊接、组装和测试过程中的工作完全可由机器处理
  • 具备各种可能的 PCB 封装形式，可直接焊接，无需连接器
  • 预定义的软接口和硬件接口
  • 软硬件开放源码

Open Standard Module™ (OSM) 规格可用于为最流行的 MCU32、Arm 甚至 X86 架构的开发、生产和分布式嵌入式模块。 面对越来越丰富的物联网应用场景，该标准有助于客户利用模块化嵌入式计算的优势，满足其在成本、空间和接口方面越来越高的要求。 该标准还支持不同的外形尺寸（例如 SMARC 和专属外形尺寸），并帮助开发人员轻松扩展其开发规模。

Formfactor Variation based on OSM Standard
图 2：基于 OSM 标准的外形尺寸变化

专属外形尺寸

客户所用的大多数模块仍然采用专属的外形尺寸。 甚至 OEM 客户也在自己开发和生产计算机模块，目的是将硬件处理单元与应用程序分开，并将开发团队分成两个不同的工作组。 专属解决方案可让客户更加专注于专用的 SOC 但不错失SOC 的任何功能，或者专注于产品特性，通过应用或聚焦一个主要功能特点是常见的实现手段，比如缩小尺寸）。

为客户带来的好处

使用 SOM 或 SBC 的主要好处是不依赖于客户自身现有的资源和专有知识。 客户采购 SOM 或 SBC 时，不需要具备 MPU 设计知识，因为该任务已经外包给 MPU 专家。 快速互连、高速信号连接和配套芯片选型方面的难题迎刃而解。

瑞萨电子提供两项合作伙伴计划来支持您的产品开发。 “RZ 合作伙伴生态系统计划”提供基于 RZ MPU 的即用型合作伙伴解决方案，助力您加快电路板的开发。 另一方面，“首选合作伙伴计划”是一个围绕硬件打造的合作伙伴计划：由我们的合作伙伴提供基于瑞萨 RZ 系列 MPU 以及瑞萨模拟器件、传感器和连接技术的即用型硬件解决方案（包括 BSP）。 借助这两项合作伙伴计划，客户就可以减少在硬件方面的工作，将更多精力放在“如何让产品实现差异化”上面。 两项合作伙伴计划都可以面向消费解决方案以及各种工业应用场景（包括医疗设备在内）提供解决方案和硬件。

访问瑞萨 RZ 合作伙伴生态系统解决方案和首选合作伙伴计划，找到适合您的解决方案和合作伙伴。