工程师说 | 自制硬件还是外购SOM和SBC系统方案？如何选择才能加快产品设计周期

使用模组系统（SOM）或单板计算机（SBC）的主要好处是可以充分利用您有限的研发资源，基于现成的SOM和SBC搭建快速响应的解决方案。详细了解即用型SOM和SBC的优势，以了解这些优势如何帮助您加快开发周期。

Frank Urbe

Senior Manager, SST EMEA

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）

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。

SGET成员

https://sget.org/about-sget/members/

SGET行业公开标准

https://sget.org/standards/

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×50mm和82mm×80mm。

●模块PCB有14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。

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。

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。

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