十多年前的嵌入式市場較為單純(至少表面上如此),開發套件在當時為嵌入式設計專案提供了絕佳的起跑點。 工程師通常可尋獲極為豐富的設計資源,其中包括評估板搭配處理器、微控制器及/或 FPGA、記憶體與週邊設備、各式各樣的軟體研發工具,甚至是完整的 IDE(集成開發環境)或作業系統軟體;而工程師就如同備受寵愛的小孩,滿心期待地拆開生日禮物。 時至今日,這份禮物中所含的好貨更為齊全,但是否能為全新嵌入式設計專案創造絕佳起跑點? 這一點已明顯不如以往。
啟動專案
開發套件是可供多種設計建立初始原型的理想工具。 只要搭配嵌入式軟體開發工具,再配置各種組件與導線,設計師便可利用套件(至少)建立目標最終產品的近似模型。 當然,軟體導向的開發人員往往是套件的熱情擁護者,這類開發人員通常傾向於不採用 PCB 配置。 PCB 設計的問題可能難以解決,且必須耗資龐大費用才可加排除。 因此,運用開發套件的軟體開發人員便可在嵌入式設計方程式中省去硬體,並專注發揮他們的核心能力—編寫程式碼。
硬體原型建構
但對許多研發電子硬體的公司而言,硬體配置通常必須比軟體開發早一步完成。 由於硬體設計師必須開發功能正常無誤的原型,否則硬體便無法進行除錯,因此這種作法會導致極大的風險與成本。 然而隨著時間推移,模板原型建構的成本已大幅降低而逐漸展現競爭力,開發人員也不斷發現開發套件的正式替代方案。 開發人員可利用替代方案建立處理器、記憶體、週邊設備及電源管理裝置等硬體的初始設計,並透過當地的 PCB 中心以低成本、低產量生產初始原型。 如此一來,開發人員可利用此原型模板作為設計的初始迭代: 開發套件就此形成。 比起採用現成的套件,以此方法建立的原型不僅更接近最終產品,也可透過初始迭代先行除錯,進而改善設計品質。
開源工具
除了客製化模板的成本降低,免費且功能逐漸強大的測試軟體與 PCB 設計工具也層出不窮,例如 DesignSpark PCB;而作業系統、設計範本及代碼庫等開放式來源軟體的可用性也正持續拓展。 開放式來源硬體設計與 IP(智慧財產)也同樣隨手可得,例如只要搭配可輕鬆下載的軟體堆疊與驅動程式,可能存在故障的高速記憶體介面即可在模板上重複使用。
因此,開發人員已無需受限於使用套件廠商為滿足所有客戶需求而選定的「最基本」標準模板,也不必再因一般套件配置的週邊設備不足而無法開發專業導向的應用產品。
適應環境
以上所述種種現象使開發套件的存在理由逐漸轉變。 要在不斷變化的市場中求生存就必須設法適應,開發套件也不例外。 套件的價格從原本的四位數(美元/歐元)降到二位數,下跌情況尤其明顯。
為了協助加快設計過程,如今有不少開發套件也納入了更多資源,其中包括與免費 IDE 整合的特定軟體工具與基本的設計資料庫。 MCU、處理器及 FPGA 製造商所陸續推出的套件也專門針對應用需求,搭配各種硬體參考設計與特定的軟體堆疊,為工程師提供成本極低的快速開發工具。 德州儀器 (TI) 推出的應用導向套件便是其中一例,其搭載 DaVinci DSP 技術的數位影片開發平台可適用於數位影片應用領域。 此外,TI 也專為無線技術、醫療、汽車、安全性與消費型產品等各種應用領域提供工具套件。
處理器選擇
為全新專案選擇系統處理器或微控制器時,總免不了質疑眼前的套件是否為最合用的工具。 套件通常會採用最熱門也最受廣泛使用的 MCU: 絕不可輕忽產品的供應保障,如果選擇即將遭到淘汰的 MCU,將承受重大風險。
重點是,工程師可利用套件快速進行概念驗證設計: MCU 可確實提供所需的效能,所有的通訊管道也可正常運作,工程師能夠同時執行程式,或檢驗其設計理念在低成本 FPGA 上是否可行。
建立社群
另一方面,各大矽晶片廠商也愈來愈重視其專有的設計社群,以便建立品牌忠誠度,並增進工程師彼此的交流。 此類社群可避免開發人員資訊不足,並提供免費線上軟體工具與其他軟體、IP 資源,以及可促進工程師分享意見與進行疑難排解的線上支援與論壇,進一步加快開發速度。
角色轉變?
即使差異化趨勢漸趨明顯,套件功能更為齊全,設計支援產業生態也已大為改善,問題卻始終不變: 套件在開發週期中已不再具有主導地位,您是否認同此觀點呢?
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