基于Arm的解决方案越来越重要

作为一种市场趋势，可以清楚地看到越来越多的客户正在寻求基于Arm的解决方案。从嵌入式模块到 BoxPC 等即用型解决方案，市场上可用的系统种类繁多。具有 Arm CPU 的设备尤其因其出色的计算能力与功耗比而脱颖而出。

与其他架构相比，基于 Arm 的 CPU 具有最高的单位芯片面积性能，因此在芯片技术方面处于领先地位。多家厂商的基于 Arm 的 CPU 目前正在经历快速发展。在性能方面，Arm 不仅提供当前的 32 位计算内核，例如 Cortex-A7，还提供 64 位计算内核，例如Cortex-A53或Cortex-A72。

尽管它们的性能要高得多，但它们在计算性能和功耗之间仍然具有出色的比例。基于Arm的NXP系列i.MX和Layerscape是在以尽可能少的计算能力在数据通信和数据传输领域取得高于平均水平的结果的前提下开发的。当今市场上的 CPU 提供了连接大容量存储设备或快速数据通信所需的所有接口。

由于这些特性，Arm 架构是实现单板计算机 （SBC）、平台和 BoxPC 的理想基础。市场上充斥着这样的解决方案。由于价格诱人，许多客户通常从亚洲国家或低成本供应商的补贴系统开始他们的开发。

然而，仔细观察很快就会发现，一些设备在长期可用性、耐用性或稳健性方面不满足最基本的要求。在选择供应商或制造商时，应特别注意确保在开发阶段考虑到这些系统特性，以免以后出现不愉快的意外。在大多数情况下，迟发效应仅在数年后才会出现……保修期已过，无法提供足够的更换件，公司在最终客户中的形象受损。因此，建议依靠在该细分市场拥有多年经验的成熟制造商，从而保证产品的长期可用性和耐用性。

模块化系统是满足不断增长的需求的一种解决方案。这些通常基于嵌入式模块和提供 Mini PCIe、M.2 SATA 或 M.2 PCIe 等接口的载板。因此，SBC 和平台可以通过无线或存储解决方案轻松且单独地扩展。采用模块化概念，也提供合适的外壳，也可以在现有主板解决方案的基础上实现完整的设备。这使客户可以决定是否应在有或没有外壳的情况下使用平台。

基于 Arm 的 CPU 模块制造商通常为系统和完整设备提供一致的概念。由于CPU提供的系统功能和大量的接口，可以毫不费力地开发出具有成本效益的路由器、数据记录器或网关。

今天运行的大多数工业设备、医疗设备和控制系统都不是为面向未来的网络而设计的。到目前为止，昂贵的 BoxPC 或定制解决方案通常都是以高成本从头开始开发的。因此，此类工厂的制造商和运营商正在寻找网关、路由器和数据记录器，以低成本和高能效的工业 4.0改造他们的机器。公司面临着根据他们的要求创建特定于项目的解决方案的任务。

在数字化的工业时代，我们确实面临着许多新的严峻挑战。一方面，我们越来越需要节约能源，另一方面，希望数据和信息随时随地可用。为了实施 Vision IIoT（也称为工业 4.0），就所需的节能而言，需要智能系统概念。

重要的先决条件是所有系统的本地化和网络化、节能系统的使用以及必要信息的传输，而不是复杂和大量的数据。

互联机器、系统和设备以及安全关键信息传输的另一个重要点是合适的安全概念。谁希望信息和数据被黑客滥用和发布、安全漏洞或保护不足？

对于简单和小型的网关、数据记录器和协议转换器，以及图形支持，Cortex-A7 技术非常适合。除了良好的接口支持外，它还非常节能。在这些 CPU 中集成了许多接口，例如 USB、2x 以太网、2x CAN、UART 和图形。因此，无需太多额外努力即可创建用于改装系统的小型且具有成本效益的设备。所需的无线解决方案，例如 WiFi、蓝牙、LoRaWan， 移动网络可以通过 USB、SDIO 或 SPI 轻松连接。大量传感器可以直接连接到这些 CPU。模块化系统概念几乎没有不满足要求。客户可以根据自己的需求灵活选择所需的功能。如果所需功能不可用，通常可以基于模块化方法经济高效地实现它们。

基于 Cortex-A7 的模块化平台（网关、数据记录器、HMI）

尤其是在 CPU 制造领域，近年来制定了新的标准。对于LS1012A CPU，降低功耗、节省成本和提高计算性能非常重要。这是通过单个 64 位 Cortex A53 内核以及 PCIe、千兆以太网和 USB3.0 等高速接口实现的。基于此，开发了一种 SBC，可在低时钟频率和低功耗下保证可观的数据吞吐量。因此，可以很好地满足许多需求。

基于 Layerscape LS1012A 的模块化平台（数据记录器、网关、路由器）

绝对亮点是基于 LS1028A 开发的系统。该平台仅提供 6.3” x 3.9” 4 端口 Gbit TSN 交换机、2x Gbit 以太网、USB 3.0、2x PCIe、m.2 SATA、2x CAN，以及支持 GPU 的嵌入式显示端口。

这些功能允许平台用于具有实时要求的项目。

基于Layerscape LS1028A的模块化平台（数据记录器、网关、TSN路由器）

对于所有三个系统，TQ 提供了一个外壳概念，SBC 和平台也可以用作被动冷却的 BoxPC。此外，还提供模块化无线解决方案，例如 WiFi、LoRaWan、Sigfox，甚至手机连接。

通常需要连接到传感器的网关和数据记录器来组织大量数据。为了保证较小 CPU 架构的性能并保持低功耗，建议使用 SQL 数据库。数据库应用程序仅从大量可用数据中提供所需的信息。这将要传输的数据量降至最低。数据库还可用于涵盖机器、系统和设备联网以及安全关键信息传输的充分安全概念。

在数字化过程中，可以观察到快速发展。为了使现有的工业设备和系统与网络兼容，需要可改造的节能和成本效益解决方案。尤其是在嵌入式解决方案领域，面向该领域的 Arm ®架构及其生态系统为许多领域和细分市场的解决方案提供了一个可靠、强大且长期可用的平台。

审核编辑：郭婷