I-Pi SMARC套件可加速工业应用的原型开发

这 I-Pi SMARC开发套件 有很大的发展空间，其中重要的一点是相对较低的价格。这只是期望工程师们使用它进行原型制作的原因之一，另一个重要的原因则是它对从初学者到专家的各个层次的工程师都具有吸引力。

得益于物联网（IoT）的普及以及Raspberry Pi和Arduino等开发套件及其开源特性，初学者已经对这类工具非常满意。该代码几乎适用于您正在使用的任何应用程序，包括所有插入式设备，传感器，执行器等。

随着越来越多的工程师参与这些项目，工具、软件甚至套件本身也变得更加强大，甚至对最有经验的设计师也更具吸引力。现在，大部分设计都是从无处不在的开发套件开始的。仅从Raspberry Pi来看，市场观察家称，到今年年初已经出货了超过5，000万套工具包，大约有十种不同型号。

制造商喜欢开发套件的原因之一是，他们知道工程师倾向于在工作和家庭中使用它们。因此，工程师们正在家里进行外围设备和传感器的试验，并为雇主开发潜在产品的专业级原型版本。

消费品问题

将自制的产品转换为商业产品的过程可能存在障碍。问题之一就是所需的温度范围。工程师的家可能会保持在+ 23°C的简单温度下，上下浮动大约10度。但这显然不能满足专业产品的需求。还必须克服冲击和振动问题。工程师知道，在他家中的设备可以很好地绑在一起，然而这不是运输最终产品的样子。

另一个必须解决的问题是组件交换。虽然经验丰富的工程师知道他可以更换某些组件而不会（或很少）造成不良影响，但已经完成原型阶段的产品根本不允许您这么做，尤其是打算用于医疗，工业，或军事应用。一旦设计被锁定，则不允许进行任何更改。

工程师确实可以选择市场上现有的工业开发套件之一。但是，正如您所期望的那样，它们在功能、可用软件以及可以构建或购买的外围设备上的限制要大得多。它们可能各自使用不同的协议或接口进行操作，特别是在涉及通用输入/输出（GPIO）引脚，脉冲宽度调制（PWM）功能，模数转换（ADC），数模转换（DAC）以及I2C，SPI，UART等通信功能。

硬件抽象层

经验丰富的设计师通常需要掌握的一些术语是硬件抽象层（HAL）和 区域协议 （图1）。 HAL是在计算机物理硬件和软件之间的软件中实现的抽象层。 HAL的目的是在操作系统中隐藏硬件上的任何差异。结果是如果更改了硬件，则无需更改操作系统中的大多数代码。

图1：此处显示的是软件/硬件堆栈的高级视图，包括源自Intel库的抽象层MRAA，起着HAL的作用，但它们也简化了连接到不同传感器引脚所需的逻辑。MRAA是可移植的，这意味着它们允许相同的代码在多个平台上运行。这可能适用于用C ++，Python，JavaScript或Java或其他语言编写的程序。

回到开发平台（特别是Arduino），用户一直在使用Arduino Create（一个集成的在线平台），该平台允许用户编写代码，访问内容，配置板并共享项目。像Arduino系列中的大多数产品一样，所有级别的开发人员都可以使用它们。查看Raspberry Pi，可以使用多个集成开发环境（IDE）。请注意，MRAA可用作Arduino和Raspberry Pi平台的HAL。

在这个领域的开发人员还应该意识到 UPM，本质上是具有高级API的传感器库，可轻松连接和使用IoT解决方案中的流行传感器和执行器。这些软件驱动程序通过调用MRAA API与基础硬件平台进行交互。驱动程序可用于Arduino和RPi平台。

SMARC定义模块

回到 SMARC （Smart Mobility ARChitecture），指的是通用、小尺寸计算模块，针对那些要求低功耗和低成本，同时又保持较高的性能水平的应用。根据嵌入式技术标准化组织（Standardization Group for Embedded Technologies，SGET ）制定的规范，SMARC模块支持的温度范围为-20°C至+ 85°C（请注意，某些SMARC模块的额定温度范围为-40°C至+ 85°C）。）。

为了简化设计，所有这些硬件和软件组件都整合在 凌华科技工业Pi（I-Pi）SMARC开发套件 中 。该套件包括电源，USB编程线缆和包含Linux操作系统的SD存储卡。I-Pi SMARC周围的透明丙烯酸涂层增加了一定程度的保护。

凌华科技的I-Pi SMARC开发套件包含工程师开始进行工业原型所需的一切。 查看I-Pi SMARC的底面，您可以看到I-Pi是较大的载板，可提供与外界的所有接口，而SMARC处理器模块是插入I-Pi托架的较小的板。该套件还包含Raspberry Pi等平台未包含的功能，但创建基于IoT的嵌入式系统和设备（如实时时钟（RTC））仍需要这些功能。

消费版与专业版

与诸如凌华科技的I-Pi SMARC之类的专业产品相比，Raspberry Pi和Arduino等消费类平台有很大不同。如前所述，使用面向消费市场的产品（如Raspberry Pi和Arduino）的设计师可以轻松地替换他们认为合适的组件。而且在许多情况下，最终用户甚至都不会得知更改（也不需要通知他们）。

但是，在工业领域，情况则完全不同。凌华科技的I-Pi SMARC遵循行业标准ECN（工程变更通知）和PCN（过程变更通知）惯例。这意味着最终用户可以访问审核跟踪，从而定义了进行了哪些更改（如果有）以及原因。

我们可以对生产质量问题的报告和调试提出类似的论点。对于Raspberry Pi和Arduino来说，这根本不可能。凌华科技的I-Pi SMARC不仅可能，而且报告和调试机制也包括在内，以简化流程。并且不要忘记售后支持和RMA（退料审查）。凌华科技完全担保并支持I-Pi SMARC。

长期可用性

长期可用性是必须纳入任何工业产品的一项功能。在某些情况下，这意味着七到十年或更长时间。诸如Raspberry Pi和Arduino之类的消费类平台无法保证使用寿命，坦率地说，这并不是人们所期望的。它们可以随时终止，恕不另行通知。凌华科技保证了I-Pi SMARC的十年可用性。凌华科技I-Pi SMARC开发套件提供了多种部署选项。好消息是，借助ADLINK I-Pi SMARC开发套件，已经使用Arduino或Raspberry Pi平台创建原型的开发人员可以利用这些传感器生态系统和库并将其设计迁移到工业环境中。

当您准备从原型过渡到生产时，I-Pi Carrier的开源规范可以作为希望创建自己的载体的开发人员的起点。这对于降低成本将是有益的，因为您可能只想使用应用程序所需的功能和接口来填充运营商。板上永远不会使用的功能是没有意义的。

最重要的是，开发人员可以选择自己喜欢的起点，并拥有适合工业环境的终点线。

审核编辑：郭婷