十大策略降低物聯網跨平台設計複雜性
發布時間:2017-02-14 責任編輯:sherry
【導讀】隨著新產品或附加產品的開發,「甜蜜點(sweet point)」wuyiyexuyaoxiangyingdijinxinggaibian,yimanzubuduanbianhuadeyaoqiu,tongshibimianguodutuoxie。shejirenyuanyingzongguandangqianjiweilaidechanpin,xuanzeshihedepingtai,jinliangjianshaofangongbingtigaozhongfuliyonglv,quebaoshangshubianhuabuhuiduichengben、進度或工作負荷造成不必要的影響。
每個工程項目在開發實作的過程中可能會受到諸多因素的製約,其中最主要的三大因素是效能、功耗和價格,人們通常需要對這些因素做出權衡和折衷。以這三個因素為頂點構成三角形,每個項目都有其「側重點」,但根據產品、市場和時間會有不同的相對權重。
物聯網(IoT)xiangguanyingyongdeqianzaichengchangweigonghuoshangjiqishejituanduitigonglexindejihui,danyejinyibukuodaruanyingjiangongchengfangmiandetiaozhan。yingjianheruanjianmiqiexiangguan,gongtongzuchenglepingtai,xuyaocaiquduozhongcelvelaizuidachengdudijiangdikuapingtaishejidefuzaxing。zhexiecelvebaokuo:
限製傳感器和變頻器(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量和類型,或者是否需要擴展數量和提高類型的靈活性。這一決定會影響您對微控製器(MCU)和外部接口設備的選擇。如果輸入/輸出不僅包含簡單的低壓數字點,還包括溫度傳感器、馬達、甚至串行和並行格式的通訊線路,這一點就尤為關鍵。
使用外部認證射頻(RF)模塊
很多情況下,獨立於核心應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、功率和成本方麵頗具吸引力,但倘若無線通信協議(protocol)、要求範圍、甚至法規要求有任何的變化或擴展,都需要對設計進行重大改變,或者需要采用新的MCU和射頻鏈路相關韌體。即便編碼部分很簡單(可能性不大),但MCU可能無法滿足新的要求,而且需要升級,因此增加了開發時間和風險。

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。當您沿著所需效能的曲線往上移,將會遇到閾值點,因此不得不使用體積和功耗更大的MCU。當您沿著曲線下移時,所需資源減少,則可考慮使用體積小、功率低、價格便宜的MCU。
請確保所選的特定MCU支持各種複雜的速度、功能和功率模式,這樣才能優化操作順序,最大程度降低總能耗,應對需要大功耗的操作。
簡化安全性
一些處理器具有專用的硬件嵌入特性,提供自動安全功能,並且不依賴任何應用軟件,甚至所選的實時操作係統(RTOS)。這種方式可能會簡化您所麵對的安全挑戰。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,因為無論選擇哪一種處理器,都可以跨越物聯網挑戰中的這個重要部分。
係統標準化
隨著對大小/效能要求的變化,需要對低功耗8/16位MCU進行標準化,然後采用不同的內存大小(片上內存或外部內存);也可采用一個較大的32位MCU,雖然在低階應用時會浪費一些容量,但具有代碼和驅動器一致的優勢,同時還能簡化物料清單(BOM)和測試過程。
操作係統選擇
在某些情況下,一台簡單、低成本的單線程操作係統便已足夠,但也有很多項目需要采用實時操作係統。無論采用哪一種操作係統,都需要對小型、中型和大型操作係統版本的可擴展性和可用性做出評估。必須了解清楚最小版本的大小及其相應的功能——您肯定不希望當項目完成80%時,在操作係統的能力「遇到瓶頸」。
硬件升級VS軟件升級
在軟件資源曲線上的一些關鍵點需要完成一些額外任務(開發時間,處理器資源),此時您必須做出以下選擇,要麼增加周邊IC來為滿載運作的MCU進行分流;要不選擇一台指令周期更快的MCU。決策時,要分析何時需要一台功能更強大的MCU說明您將硬件任務交回軟件,從而減少組件成本、電路板尺寸和功耗(原則上),但為此您可能要延長開發和除錯(debug)時間。
謹慎選擇通訊協議
使用「較輕的」物聯網優化通訊協議,而不要選擇基於客戶端/服務器HTTP的(de)因(yin)特(te)網(wang)瀏(liu)覽(lan)器(qi)模(mo)型(xing),這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)將(jiang)堆(dui)棧(zhan)和(he)處(chu)理(li)要(yao)求(qiu)減(jian)少(shao)二(er)倍(bei)或(huo)以(yi)上(shang),便(bian)於(yu)應(ying)對(dui)多(duo)台(tai)物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備(bei)及(ji)其(qi)接(jie)口(kou)設(she)備(bei)。隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)要(yao)求(qiu)日(ri)趨(qu)嚴(yan)苛(ke),還(hai)需(xu)考(kao)慮(lv)當(dang)連(lian)接(jie)要(yao)求(qiu)(通訊協議、速度和完整性)提高時會發生什麼情況。
在設計時間盡早製定測試計劃
這一點非常重要而且複雜,特別是當設計中包含無線應用時。如何非正式、然後正式地驗證最終產品是否符合市場、技術、行業標準和法規要求,會產品影響「調整修複」zhouqiheshangshishijian。ruguoyaozaichanpinzhongzengjiazhenduibutongyingyongdegongneng,jiuxuduiyuanxingceshichengxuhuoshengchanceshishezhizuochugaibian,zhehuizengjiagongzuoliang,tongshizengtianbuquedingxinghefengxian。caiyongjingguoxukedeyurenzheng(precerTIfied)軟硬件模塊,可確保最終設計在許多方麵的一致性和順應性,但不是全部。如果有關設計和驗證的任何高階監管準則(如關於醫療產品可靠性的準則)影響到軟件,都應該明了於心。如果這些準則不適用於所有產品,要清楚它們適用哪些產品。
安全問題是重中之重
所采用的軟件技術和策略應能跨產品滿足應用要求,並與物聯網用戶接口(如果有的話)匹配,例如防火牆、身份驗證和密碼。從分級列表中找出所需的安全資源,包括安全啟動、身份驗證、安全通訊、防火牆、篡改檢測、事件報告、yuanchengminglingshenzhahecelveguanli,genjusuoyongyouderuanjianziyuan,quebaomeiyixiangdeshijizhixingzhengqueqiekexing。pingguyaotigaogezhongchanpindeanquanxingshifoubixucaiyonggengdahuogengkuaideMCU,製定計劃驗證實施的安全步驟是否可靠。
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