物聯(lián)網(wǎng)跨平臺(tái)設(shè)計(jì)復(fù)雜性怎樣做可以降低

物聯(lián)網(wǎng)硬件和軟件密切相關(guān)，共同組成了平臺(tái)，需要采取多種策略來(lái)最大程度地降低跨平臺(tái)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

每個(gè)工程項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)實(shí)作的過(guò)程中可能會(huì)受到諸多因素的制約，其中最主要的三大因素是效能、功耗和價(jià)格，人們通常需要對(duì)這些因素做出權(quán)衡和折衷。以這三個(gè)因素為頂點(diǎn)構(gòu)成三角形，每個(gè)項(xiàng)目都有其“側(cè)重點(diǎn)”，但根據(jù)產(chǎn)品、市場(chǎng)和時(shí)間會(huì)有不同的相對(duì)權(quán)重。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）相關(guān)應(yīng)用的潛在成長(zhǎng)為供貨商及其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了新的機(jī)會(huì)，但也進(jìn)一步擴(kuò)大軟硬件工程方面的挑戰(zhàn)。硬件和軟件密切相關(guān)，共同組成了平臺(tái)，需要采取多種策略來(lái)最大程度地降低跨平臺(tái)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。這些策略包括：

限制傳感器和變頻器（Transducer）輸入/輸出（I/O）

首先決定您的輸入/輸出需求是否采用固定或有限的數(shù)量和類(lèi)型，或者是否需要擴(kuò)展數(shù)量和提高類(lèi)型的靈活性。這一決定會(huì)影響您對(duì)微控制器（MCU）和外部接口設(shè)備的選擇。如果輸入/輸出不僅包含簡(jiǎn)單的低壓數(shù)字點(diǎn)，還包括溫度傳感器、馬達(dá)、甚至串行和并行格式的通訊線路，這一點(diǎn)就尤為關(guān)鍵。

使用外部認(rèn)證射頻（RF）模塊

很多情況下，獨(dú)立于核心應(yīng)用處理器的模塊都具有重要意義。雖然高度整合的單芯片解決方案在電路板空間、功率和成本方面頗具吸引力，但倘若無(wú)線通信協(xié)議（protocol）、要求范圍、甚至法規(guī)要求有任何的變化或擴(kuò)展，都需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行重大改變，或者需要采用新的MCU和射頻鏈路相關(guān)固件。即便編碼部分很簡(jiǎn)單（可能性不大），但MCU可能無(wú)法滿(mǎn)足新的要求，而且需要升級(jí)，因此增加了開(kāi)發(fā)時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)。

以功率換取效能

弄清楚選擇的MCU在功率與效能矩陣中的正確位置。當(dāng)您沿著所需效能的曲線往上移，將會(huì)遇到閾值點(diǎn)，因此不得不使用體積和功耗更大的MCU。當(dāng)您沿著曲線下移時(shí)，所需資源減少，則可考慮使用體積小、功率低、價(jià)格便宜的MCU。

請(qǐng)確保所選的特定MCU支持各種復(fù)雜的速度、功能和功率模式，這樣才能優(yōu)化操作順序，最大程度降低總能耗，應(yīng)對(duì)需要大功耗的操作。

簡(jiǎn)化安全性

一些處理器具有專(zhuān)用的硬件嵌入特性，提供自動(dòng)安全功能，并且不依賴(lài)任何應(yīng)用軟件，甚至所選的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。這種方式可能會(huì)簡(jiǎn)化您所面對(duì)的安全挑戰(zhàn)。如果您選的所有MCU都具有相同的嵌入式安全功能就更好了，因?yàn)闊o(wú)論選擇哪一種處理器，都可以跨越物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)中的這個(gè)重要部分。

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著對(duì)大小/效能要求的變化，需要對(duì)低功耗8/16位MCU進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后采用不同的內(nèi)存大?。ㄆ蟽?nèi)存或外部?jī)?nèi)存）；也可采用一個(gè)較大的32位MCU，雖然在低階應(yīng)用時(shí)會(huì)浪費(fèi)一些容量，但具有代碼和驅(qū)動(dòng)器一致的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能簡(jiǎn)化物料清單（BOM）和測(cè)試過(guò)程。

操作系統(tǒng)選擇

在某些情況下，一臺(tái)簡(jiǎn)單、低成本的單線程操作系統(tǒng)便已足夠，但也有很多項(xiàng)目需要采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。無(wú)論采用哪一種操作系統(tǒng)，都需要對(duì)小型、中型和大型操作系統(tǒng)版本的可擴(kuò)展性和可用性做出評(píng)估。必須了解清楚最小版本的大小及其相應(yīng)的功能——您肯定不希望當(dāng)項(xiàng)目完成80%時(shí)，在操作系統(tǒng)的能力“遇到瓶頸”。

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