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一、确定产品的元器件选型的几个原则
0 b' U3 L: j. J& U: ^a、普遍性原则:$ q$ q6 f, D$ w2 k5 J+ e* W d
所选的元器件要是被广泛使用验证过的,尽量少使用冷门、偏门芯片,减少开发风险。
( C! H3 C q0 q, Cb、高性价比原则:) K. S2 b& Q l4 \
在功能、性能、使用率都相近的情况下,尽量选择价格比较好的元器件,降低成本。 " H6 c8 C; H# a$ c) R4 ]. U
c、采购方便原则:9 i8 [6 W9 \3 A" {
尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。 9 |7 p( C w) W {* a% f0 A' G/ }
d、持续发展原则:# `, }/ t/ |! I- k* k
尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。
+ q7 I* O) \* V) p W2 F! [" Ee、可替代原则:
* {7 W) X9 g* x 尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。9 V1 o, J1 p+ K9 ]/ c J
f、向上兼容原则:
9 [2 B; F# u; M' Z 尽量选择以前老产品用过的元器件。
0 t6 O# w3 P! m' ~; vg、资源节约原则:( Q' p- [& ^ r/ I! {$ f
尽量用上元器件的全部功能和管脚。
$ d* }/ m5 U2 }% G芯片的选型过程是对各个维度考量的折衷。
9 A8 g0 Y5 B0 `% \' B二、全流程关注芯片属性
2 I: T' h; V# d8 p4 w; e/ e) U1、 在选型的时候,需要考虑试产的情况、同时需要考虑批量生产时的情况。
8 i) @1 v6 l0 Q1 S 小批量采购的价格、供货周期、样片申请;同时需要关注,大批量之后的价格和供货周期。有可能批量变大之后,供货的价格没有优势、或者批量大了之后,产能不足。% W: a' N" t- c
另外,根据自己的实际采购情况,找对应的量级的供应商。例如,原厂往往不直接供货,需要通过代理商,有些代理商的供货量级都是有要求的。
% b* R3 V# v, c7 Y3 |. S9 A$ p 同时由于整个行业使用该芯片的场景不是很多,所以导致淘宝价格非常贵,根本没法接受。同时,有做芯片销售的朋友说是由于无人机厂家大量使用,导致有人在炒这颗芯片的价格,所以导致很难买到。 / \" ?% n+ S4 b' l* b: C' F" ]: ^
2、关注器件本身的生命周期与产品生命周期的匹配。- x) a2 Z- o5 M7 p. s
对于通信设备一般要求我们选用的器件要有5年以上的生命周期,并且有后续完整的产品发展路标。
5 ~' x& V8 ^: Z1 _ p& ^( |) T 例如当时是使用的一个新硬件平台,产品规划的时候是用于替代发货量在百万级单板数量的成熟平台。由于切换周期比较长,新产品在完成开发后1~2年之后,才逐步上量。其中一个DSP电路板,外设存储是SDRAM。正在产品准备铺量的时候,镁光等几大内存芯片厂家,宣布停产。导致产品刚上量,就大量囤积库存芯片,并且寻找台湾的小厂进行器件替代。9 L+ s. C/ }7 R5 ?
所以在器件选型的时候,充分体现了“人无远虑必有近忧”。* H7 R) ~5 [) z7 U" c( f( y
3、除了考虑功能和实验室环境,还需要考虑整个生命周期的场景。5 G& y. _: c# p1 Y! C) j. l
三、具体选型,处理器选型
) n& I7 x; B0 }: a 要选好一款处理器,要考虑的因素很多,不单单是纯粹的硬件接口,还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器,以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。 q% P+ `( u2 Z, A: } f3 L [. H
嵌入式微处理器选型的考虑因素:在产品开发中,作为核心芯片的微处理器,其自身的功能、性能、可靠性被寄予厚望,因为它的资源越丰富、自带功能越强大,产品开发周期就越短,项目成功率就越高。但是,任何一款微处理器都不可能尽善尽美,满足每个用户的需要,所以这就涉及选型的问题。
6 P0 a" N2 v8 V* b, L1.应用领域+ E: |- I% q4 O. ^
一个产品的功能、性能一旦定制下来,其所在的应用领域也随之确定。应用领域的确定将缩小选型的范围,例如:工业控制领域产品的工作条件通常比较苛刻,因此对芯片的工作温度通常是宽温的,这样就得选择工业级的芯片,民用级的就被排除在外。目前,比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。 9 d7 b: S5 I# y# @: A
2.自带资源6 ^( }- }% P9 Q7 n
经常会看到或听到这样的问题:主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I/O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS,能支持哪些OS?是否有外部存储接口?……以上都涉及芯片资源的问题,微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求,产品开发相对就越简单。
# v: U; g5 I+ e3.可扩展资源
: i4 Q c. n/ Z8 J 硬件平台要支持OS、RAM和ROM,对资源的要求就比较高。芯片一般都有内置RAM和ROM,但其容量一般都很小,内置512KB就算很大了,但是运行OS一般都是兆级以上。这就要求芯片可扩展存储器。
6 _6 K! p; I$ S9 V( U4.功耗# E' ~7 e4 r7 j+ B
单看“功耗”是一个较为抽象的名词。低功耗的产品即节能又节财,甚至可以减少环境污染,还能增加可靠性,它有如此多的优点,因此低功耗也成了芯片选型时的一个重要指标。 ' c1 [. ?# F5 C
5.封装8 g% ~ [1 y2 h6 I, O
常见的微处理器芯片封装主要有QFP、BGA两大类型。BGA类型的封装焊接比较麻烦,一般的小公司都不会焊,但BGA封装的芯片体积会小很多。如果产品对芯片体积要求不严格,选型时最好选择QFP封装。 6 F, y1 o5 f% l5 t% n, }
6.芯片的可延续性及技术的可继承性; w h& T5 M* c; Y
目前,产品更新换代的速度很快,所以在选型时要考虑芯片的可升级性。如果是同一厂家同一内核系列的芯片,其技术可继承性就较好。应该考虑知名半导体公司,然后查询其相关产品,再作出判断。 9 `7 u, }% e& }" n* C
7.价格及供货保证- t/ N8 L' f( y5 r4 q+ N
芯片的价格和供货也是必须考虑的因素。许多芯片目前处于试用阶段(sampling),其价格和供货就会处于不稳定状态,所以选型时尽量选择有量产的芯片。 2 P% a2 w* A1 Z5 L
8.仿真器3 @1 \! ] M5 x
仿真器是硬件和底层软件调试时要用到的工具,开发初期如果没有它基本上会寸步难行。选择配套适合的仿真器,将会给开发带来许多便利。对于已经有仿真器的人们,在选型过程中要考虑它是否支持所选的芯片。
# m5 [$ @+ V, W0 f7 j- b9.OS及开发工具
9 K* W6 [0 y! b* u+ k' N0 ~8 V 作为产品开发,在选型芯片时必须考虑其对软件的支持情况,如支持什么样的OS等。对于已有OS的人们,在选型过程中要考虑所选的芯片是否支持该OS,也可以反过来说,即这种OS是否支持该芯片。
' V* F( g9 `, G' ?: E, U% f10.技术支持% x* L& p L2 N) w
现在的趋势是买服务,也就是买技术支持。一个好的公司的技术支持能力相对比较有保证,所以选芯片时最好选择知名的半导体公司。# ~1 q" k c: {7 x4 y- a1 ^3 A6 u
另外,芯片的成熟度取决于用户的使用规模及使用情况。选择市面上使用较广的芯片,将会有比较多的共享资源,给开发带来许多便利。 ^# @; [+ F( i h
这里再说一点,有些厂家善于做mcu的简单应用,有的厂家善于做工控或者更复杂的MCU和CPU的应用,所以会各有优劣。
3 X1 R: G0 `2 y5 G' n6 DCPU按指令集架构体系分主流的有PowerPC、X86、MIPS、ARM四种,X86采用CISC指令集,POWERPC、MIPS、ARM采用RISC指令集,RISC的CPU多应用于嵌入式。! a$ j# }( [0 N! i& T, |
业界PowerPC主要用于网络通信市场,X86重点在PC、服务器市场,MIPS的目标市场为网络、通信等嵌入式应用以及数字消费类应用, ARM的目标市场为便携及手持计算设备、多媒体、数字消费类产品。( C2 U" a' k) E# Q8 M
高端处理器中x86架构双核处理器和MIPS架构多核处理器业务定位不一样,MIPS处理器容易实现多核和多线程运算,在进行数据平面报文转发时表现出色,但单个处理器内核结构简单,进行复杂运算和报文深度处理时明显不如x86和PowerPC。数据处理选用多核MIPS或NP,控制应用选用PowerPC或嵌入式x86。
$ @9 ?2 \3 M1 f. H) w# f5 |5 l9 u2 E ARM器件的业界生态环境比较好,有多家芯片供应商可以提供ARM器件,选型必须经过多家对比分析和竞争评性评估。2 H" @3 }3 g3 _" j/ ~- w' @
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