從芯片開(kāi)始設(shè)計(jì)或者定制嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的上市時(shí)間和成本造成影響。而計(jì)算機(jī)模塊為打造各種應(yīng)用的終端產(chǎn)品提供了理想的平臺(tái)。以下基于實(shí)際客戶項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)提取抽象的案例揭示了基于芯片開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題，以及計(jì)算機(jī)模塊方案如何解決這些問(wèn)題。

Harry 是 ECG 生產(chǎn)廠商 BestECG 的CTO。BestECG 在其所在的商業(yè)區(qū)域和其他兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)公司競(jìng)爭(zhēng)為當(dāng)?shù)氐脑\斷實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院提供 ECG 設(shè)備?，F(xiàn)在診斷實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院需要更加先進(jìn)的設(shè)備，能夠提供 3D 顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、更快速的處理，并且盡可能延長(zhǎng)電池工作時(shí)間。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，Harry 決定使用著名的半導(dǎo)體廠商的 GenX 處理器。GenX 處理器采用14 nm 制造工藝，最高峰值時(shí)鐘可達(dá) 1.2 GHz，支持多媒體，同時(shí)提供了多種功耗優(yōu)化技術(shù)。這將會(huì)給 ECG 設(shè)備帶來(lái)極大的性能提升以及低功耗。Harry 聯(lián)系了廠商并訂購(gòu) 200 片 GenX 芯片。由于數(shù)量較低，Harry 不得不支付較為高昂的價(jià)格。然后，硬件工程師開(kāi)始電路板開(kāi)發(fā)和機(jī)械設(shè)計(jì)。于此同時(shí)，軟件團(tuán)隊(duì)也開(kāi)始將現(xiàn)有的應(yīng)用程序移植到基于 GenX 的參考板上。數(shù)個(gè)軟件組建需要從系統(tǒng)底層重新開(kāi)發(fā)，移植過(guò)程持續(xù)了 8 個(gè)月左右。硬件原型在一個(gè)月后完成。接下來(lái)，所有的軟件，包括應(yīng)用、GUI、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和中間件，在實(shí)際的硬件上連同外設(shè)一并測(cè)試。經(jīng)過(guò)一番修改，軟件已經(jīng)能夠達(dá)到量產(chǎn)級(jí)別要求。硬件平臺(tái)和外殼終于也都完成。項(xiàng)目最終花了大概 16 個(gè)月的時(shí)間完成。

最后，Harry 開(kāi)始對(duì)整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行醫(yī)療相關(guān)認(rèn)證申請(qǐng)。整個(gè)團(tuán)隊(duì)，由 50 個(gè)在硬件、軟件、機(jī)械設(shè)計(jì)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師組成，都效力于這個(gè)項(xiàng)目。包括薪資、原材料成本在內(nèi)的項(xiàng)目開(kāi)支報(bào)告至管理層。然而就在兩周之后，BestECG 的一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，發(fā)布了基于 GenX 處理器的 ECG 設(shè)備。產(chǎn)品收獲了極好的市場(chǎng)反響，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品銷量也快速增長(zhǎng)。此時(shí)，Harry感到十分不安，因?yàn)?BestECG 還需要至少兩個(gè)月才能發(fā)布產(chǎn)品。BestECG 因此會(huì)失去巨大的市場(chǎng)份額。從項(xiàng)目概念到產(chǎn)品這 18 個(gè)月，已經(jīng)花費(fèi)了公司大量的資源。

Harry 意識(shí)到，接下來(lái)的產(chǎn)品需要在兼顧研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，必須加快上市時(shí)間。經(jīng)一番調(diào)查，他發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模塊是實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的最好的解決方案。他選擇了韜睿（Toradex）作為其計(jì)算機(jī)模塊的合作伙伴。

相比于基于芯片的開(kāi)發(fā)，由于較低的終端產(chǎn)品銷量，Harry 不得不以更高的價(jià)格采購(gòu)關(guān)鍵的原件，例如 SoC、NAND等。如果使用計(jì)算機(jī)模塊，由于他支付的整個(gè)平臺(tái)的價(jià)格，其成本可以得到有效的優(yōu)化。計(jì)算機(jī)模塊廠商通過(guò)與半導(dǎo)體廠商之間大量的業(yè)務(wù)，能夠利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)，最終以較低的價(jià)格采購(gòu)這些原件。計(jì)算機(jī)模塊提供具有量產(chǎn)級(jí)別的操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和 BSP 的現(xiàn)成平臺(tái)，Harry 只需要20 人左右的團(tuán)隊(duì)來(lái)開(kāi)發(fā)下一代 ECG 設(shè)備。BestECG 也可以使用 50 個(gè)工程師同時(shí)開(kāi)發(fā)多個(gè)項(xiàng)目。軟件團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)應(yīng)用和 GUI。硬件團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)帶有應(yīng)用相關(guān)外設(shè)的載板。載板可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口，如 SODIMM，連接計(jì)算機(jī)模塊。

總體來(lái)講，Harry 能夠更好得利用工程研發(fā)資源，同時(shí)開(kāi)發(fā)多種 ECG 設(shè)備，因?yàn)橥粔K載板可以使用不同性能和價(jià)格的引腳兼容計(jì)算機(jī)模塊。之前項(xiàng)目需要花費(fèi) 18 到 20 個(gè)月的研發(fā)時(shí)間，現(xiàn)在只需要 10 到 12 月。 同時(shí)，未來(lái)產(chǎn)品潛在的成本也將改善。由于模塊廠商提供的軟硬件，已經(jīng)經(jīng)過(guò)其眾多客戶的各種嵌入式產(chǎn)品的測(cè)試，Harry 可以面對(duì)更少的回退問(wèn)題。其所遇到的問(wèn)題，絕大多數(shù)來(lái)自于軟件整合和應(yīng)用層。

除了控制成本，Harry 還能向其客戶承諾產(chǎn)品的長(zhǎng)生命周期。一旦計(jì)算機(jī)模塊上的任何元件，例如RAM、SoC、NAND 等結(jié)束生命中期（EOL），計(jì)算機(jī)模塊廠商能夠確保這些硬件元件的平滑替換。因此，Harry 不必?fù)?dān)心元件的停產(chǎn)。并且，引腳兼容的計(jì)算機(jī)模塊，能夠使得載板無(wú)需重新設(shè)計(jì)就能滿足應(yīng)用未來(lái)的要求。在同一塊載板上，他可以通過(guò)插入基于不同處理器的模塊，提高產(chǎn)品的性能。如果采用之前基于芯片的開(kāi)發(fā)，這樣的升級(jí)必須要求重新設(shè)計(jì)。

Harry 通過(guò)在其產(chǎn)品中使用計(jì)算機(jī)模塊，解決了 OEM 關(guān)于產(chǎn)品長(zhǎng)生命周期和低銷量帶來(lái)的困擾。而基于芯片的開(kāi)發(fā)則很難解決這些問(wèn)題。
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