2. 方式二：使用現(xiàn)成平臺

另外一種方式就是使用現(xiàn)成的平臺來開發(fā)嵌入式系統(tǒng)。雖然通常來說需要付出比板卡組件成本更高的價錢，但是可以顯著縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場的時間。除此之外，這些系統(tǒng)具有較好的可擴(kuò)展性，所以在第一次原型設(shè)計后進(jìn)行不可避免的性能改進(jìn)之時就無需費心費力。隨著處理器技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)有如下幾種不同的實現(xiàn)技術(shù)：

1、非集成式嵌入式系統(tǒng)－具有多種不同的形狀尺寸（form factors），例如Mini-ITX、PC/104等。對于使用現(xiàn)成產(chǎn)品來構(gòu)建系統(tǒng)，非集成式嵌入式系統(tǒng)通常是最為經(jīng)濟(jì)的解決方案。這些系統(tǒng)具有各種不同的處理器架構(gòu)以供選擇，且?guī)в胁僮飨到y(tǒng)和一小部分I/O支持套件。但是，針對這種系統(tǒng)的軟件開發(fā)工具幾乎從未集成，而且這些系統(tǒng)通常需要進(jìn)行各種監(jiān)管認(rèn)證，例如EMI和CE認(rèn)證。

2、集成式嵌入式系統(tǒng)－除了具有與非集成式嵌入式系統(tǒng)相同的組件之外，集成式嵌入式系統(tǒng)提供了諸如沖擊、振動、工作溫度、以及環(huán)境認(rèn)證之類的技術(shù)說明。通常來說，這些系統(tǒng)更加昂貴，但是他們通常帶有集成的軟件開發(fā)環(huán)境且具有更為豐富的I/O選擇。

3、工業(yè)級PC－ 利用現(xiàn)成的PC技術(shù)，工業(yè)級PC為開發(fā)工具及I/O性能提供了最為豐富的選擇。它們也具有許多與其它集成式嵌入式系統(tǒng)相同的技術(shù)說明和認(rèn)證，但這種性能是以成本為代價的。這種系統(tǒng)比前述兩種方式更為昂貴。

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圖2、NI CompactRIO正是集成式嵌入式系統(tǒng)的一個實例

NI CompactRIO集成式嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)，與圖1所示的簡單方框圖極為相似。它使用了Freescale PowerPC微處理器運行VxWorks實時操作系統(tǒng)。PowerPC通過內(nèi)部的PCI總線與FPGA相連接。此外，F(xiàn)PGA直接連接至各種模擬和數(shù)字I/O模塊，從而可以連接各種傳感器、激勵器、以及通信總線，同時也允許開發(fā)人員設(shè)計自定義的模塊。圖2給出了NI CompactRIO集成式嵌入式系統(tǒng)示意圖，圖3則是CompactRIO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

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圖3、NI CompactRIO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3. 選擇哪種方式？—— 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的“隱性”成本

在選擇采用自行設(shè)計還是現(xiàn)成平臺時，通常技術(shù)性能并不是決定性因素，而需要進(jìn)行簡單的經(jīng)濟(jì)性分析。如果最終的利潤所得足以填補(bǔ)產(chǎn)品開發(fā)過程中所花費的工程成本投資，那么做出的決定就是明智的。

要做出決定之前，必須準(zhǔn)確地估計自行設(shè)計方案所花費的成本。但這并是看上去那么簡單；如果只是把板卡組件的成本和硬件及軟件的開發(fā)時間相加，那么只是非常粗略地低估了總投資成本。應(yīng)當(dāng)考慮其它的“隱性”成本才能準(zhǔn)確地評估真正的任務(wù)成本。

例如，制造和庫存成本通常是系統(tǒng)銷售成本的百分之二十到三十。此外，平均來說，百分之三十的軟件開發(fā)時間花在操作系統(tǒng)、驅(qū)動、以及中間件開發(fā)上－盡管在選擇帶有集成硬件和軟件的集成平臺后可以不必進(jìn)行這樣的板卡驅(qū)動工作。另外，還需要考慮其它的隱性成本，包括環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證、易耗元器件、以及需求變更所導(dǎo)致的設(shè)計變更和徹底的重新設(shè)計。最后，最難以感覺但可能是最為重要的成本是機(jī)會成本，即制定決策的成本——把工程時間花費在設(shè)計此種系統(tǒng)，而不是花費在其它將帶來收益的項目上。

一旦評估了工程投資成本，那么就可以簡單計算一下的財務(wù)收支平衡分析。假設(shè)針對某種產(chǎn)品的開發(fā)，需要兩個工程師花費九個月的時間來自行開發(fā)一塊板卡，從需求分析到供貨，其投資成本大約是300,000。并且在預(yù)安裝、原型設(shè)計、預(yù)發(fā)布單元、加工以及其它偶然的工程成本等每個方面都花費了25,000，從而使得整個投資成本上升到400,000。在完成了這些工作后，自行設(shè)計的產(chǎn)品其成本將比使用現(xiàn)成的平臺便宜400。使用公式1，可以看到投資收支平衡點位于第1000個單位產(chǎn)品，直到售出第1001個單位產(chǎn)品才會盈利。而且，這并沒有包含上面所討論的其它“隱性”成本。但是，如果選擇了集成式嵌入式系統(tǒng)，就可以縮短上市時間，并且早期的利潤將會用于成本優(yōu)化和特性改進(jìn)。通過這種方式，可以在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)攤銷投資成本，而不是在早期的開發(fā)過程中投入所有的資金。

公式1、可以使用簡單的公式來計算任何自定義系統(tǒng)的收支平衡點

4. 結(jié)論

那是否就不用自行設(shè)計板卡了？當(dāng)然不是。反而，對于那些對形狀尺寸有專門要求且具有極高產(chǎn)量的系統(tǒng)、或者具有極為苛刻技術(shù)要求（例如極低的功率消耗）的系統(tǒng)來說，自行設(shè)計的方式將更具有優(yōu)勢。而對于產(chǎn)量較低、技術(shù)復(fù)雜又需要快速上市的產(chǎn)品，使用現(xiàn)成平臺可以讓供應(yīng)商負(fù)擔(dān)物流和“隱性”成本從而使得我們可以專注于技術(shù)上的優(yōu)勢突出，從而在市場競爭中保持領(lǐng)先。