作為一種市場趨勢，很明顯，越來越多的客戶要求基于Arm 的解決方案。從嵌入式模塊到即用型解決方案，如BoxPC，市場上可用的系統(tǒng)范圍非常廣泛。配備 Arm CPU 的設(shè)備脫穎而出，尤其是由于計算能力與功耗的出色比率。

與其他架構(gòu)相比，基于 Arm 的 CPU 具有最高的每芯片面積性能，因此是芯片技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。幾家制造商的基于Arm的CPU目前正在經(jīng)歷快速發(fā)展。在性能方面，Arm 不僅提供當(dāng)前的 32 位計算內(nèi)核，如 Cortex-A7，還提供 64 位計算內(nèi)核，如 Cortex-A53 或Cortex-A72。

盡管它們的性能要高得多，但它們在計算性能和功耗之間仍然具有出色的比率。基于Arm的恩智浦i.MX系列和Layerscape是在以盡可能低的計算能力在數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高于平均水平的結(jié)果的前提下開發(fā)的。目前市場上可用的CPU提供了連接大容量存儲設(shè)備或快速數(shù)據(jù)通信所需的所有接口。

由于這些特性，Arm 架構(gòu)是實現(xiàn)單板計算機 （SBC）、平臺和 BoxPC 的理想基礎(chǔ)。市場上充斥著這樣的解決方案。由于價格誘人，許多客戶通常從亞洲國家的補貼系統(tǒng)或低成本供應(yīng)商開始開發(fā)。

然而，仔細(xì)觀察很快就會發(fā)現(xiàn)，某些設(shè)備在長期可用性、耐用性或魯棒性方面不能滿足最基本的要求。在選擇供應(yīng)商或制造商時，應(yīng)特別注意確保在開發(fā)階段考慮到這些系統(tǒng)特性，以免以后出現(xiàn)不愉快的意外。在大多數(shù)情況下，遲發(fā)效應(yīng)只會在幾年后發(fā)生。..。..保修期已過，無法提供足夠的更換產(chǎn)品，公司遭受了最終客戶的形象損失。因此，建議依靠在該細(xì)分市場擁有多年經(jīng)驗的成熟制造商，從而可以保證產(chǎn)品的長期可用性和耐用性。

模塊化系統(tǒng)是滿足不斷增長的需求的解決方案。這些通常基于嵌入式模塊和提供Mini PCIe，M.2 SATA或M.2 PCIe等接口的載板。因此，SBC 和平臺可以通過無線或存儲解決方案輕松、單獨地進行擴展。通過模塊化概念，還提供合適的外殼，還可以基于現(xiàn)有的主板解決方案實施完整的設(shè)備。這允許客戶決定平臺是否應(yīng)該在有或沒有外殼的情況下使用。

基于 Arm 的 CPU 模塊制造商通常為系統(tǒng)和完整設(shè)備提供連貫的概念。由于CPU提供的系統(tǒng)功能和大量接口，可以毫不費力地開發(fā)具有成本效益的路由器，數(shù)據(jù)記錄器或網(wǎng)關(guān)。

目前運行的大多數(shù)工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和控制系統(tǒng)都不是為面向未來的網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的。到目前為止，昂貴的BoxPC或定制解決方案通常是以高成本從頭開始開發(fā)的。因此，此類工廠的制造商和運營商正在尋找網(wǎng)關(guān)、路由器和數(shù)據(jù)記錄儀，以低成本和節(jié)能的方式用工業(yè) 4.0改造他們的機器。公司面臨著根據(jù)其要求創(chuàng)建特定于項目的解決方案的任務(wù)。

在數(shù)字化的工業(yè)時代，我們確實面臨著許多新的苛刻挑戰(zhàn)。一方面，我們越來越需要節(jié)約能源，另一方面，人們期望隨時隨地都可以獲得數(shù)據(jù)和信息。為了在所需的節(jié)能方面實現(xiàn)IIoT愿景，也稱為工業(yè)4.0，需要智能系統(tǒng)概念。

其重要的先決條件是所有系統(tǒng)的本地化和聯(lián)網(wǎng)，使用節(jié)能系統(tǒng)，以及傳輸必要的信息而不是復(fù)雜和大量的數(shù)據(jù)。

在互聯(lián)的機器、系統(tǒng)和設(shè)備以及安全關(guān)鍵信息的傳輸中，另一個重要點是合適的安全概念。誰希望信息和數(shù)據(jù)被黑客濫用和發(fā)布，安全漏洞或保護不足？

對于簡單和小型網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)記錄器和協(xié)議轉(zhuǎn)換器，還結(jié)合圖形支持，Cortex-A7 技術(shù)非常適合。除了良好的接口支持外，它還非常節(jié)能。在這些CPU中，集成了許多接口，例如USB，2x以太網(wǎng)，2x CAN，UART和圖形。因此，無需太多額外努力即可創(chuàng)建用于改造系統(tǒng)的小型且具有成本效益的設(shè)備。所需的無線解決方案，如WiFi， 藍(lán)牙， LoRaWan， 和移動網(wǎng)絡(luò)可以通過 USB、SDIO 或 SPI 輕松連接。大量的傳感器可以直接連接到這些CPU。模塊化系統(tǒng)概念幾乎沒有任何要求不滿足。客戶可以根據(jù)自己的要求靈活選擇所需的功能。如果沒有所需的功能，通常可以在模塊化方法的基礎(chǔ)上經(jīng)濟高效地實現(xiàn)它們。

基于 Cortex-A7 的模塊化平臺（網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)記錄器、HMI）

特別是在CPU制造領(lǐng)域，近年來制定了新的標(biāo)準(zhǔn)。使用 LS1012A CPU時，降低功耗、節(jié)省成本和提高計算性能非常重要。這是通過單個 64 位 Cortex A53 內(nèi)核與 PCIe、千兆以太網(wǎng)和 USB3.0 等高速接口相結(jié)合來實現(xiàn)的?；诖?，開發(fā)了一種SBC，可在低時鐘頻率和低功耗下保證相當(dāng)大的數(shù)據(jù)吞吐量。因此，可以很好地滿足許多要求。

基于Layerscape LS1012A的模塊化平臺（數(shù)據(jù)記錄器，網(wǎng)關(guān)，路由器）

一個絕對的亮點是基于LS1028A開發(fā)的系統(tǒng)。該平臺僅在 6.3“ x 3.9” 上提供 4 端口 Gbit TSN 交換機、2 個 Gbit 以太網(wǎng)、USB 3.0、2 個 PCIe、m.2 SATA、2 個 CAN 和一個支持 GPU 的嵌入式顯示端口。

這些功能允許該平臺用于具有實時需求的項目中。

基于Layerscape LS1028A的模塊化平臺（數(shù)據(jù)記錄器，網(wǎng)關(guān)，TSN路由器）

對于所有三個系統(tǒng)，TQ提供了一個外殼概念，SBC和平臺也可以用作被動冷卻的BoxPC。此外，還提供模塊化無線解決方案，例如WiFi，LoRaWan，Sigfox，甚至手機連接。

通常需要連接到傳感器的網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)記錄器來組織大量數(shù)據(jù)。為了確保較小 CPU 體系結(jié)構(gòu)的性能并保持較低的功率損耗，建議使用 SQL 數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序僅提供大量可用數(shù)據(jù)中的所需信息。這會將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量降至最低。數(shù)據(jù)庫還可用于涵蓋機器、系統(tǒng)和設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)以及安全關(guān)鍵信息的傳輸?shù)某浞职踩拍睢?/p>

在數(shù)字化過程中，可以觀察到快速發(fā)展。為了使現(xiàn)有的工業(yè)廠房和系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)兼容，需要可改造的節(jié)能和具有成本效益的解決方案。特別是在嵌入式解決方案領(lǐng)域，ArmArchitecture 及其面向該領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)為許多領(lǐng)域和細(xì)分市場的解決方案提供了一個可靠、強大和長期可用的平臺。

審核編輯：郭婷