當開發(fā)一套嵌入式系統(tǒng)時，確定系統(tǒng)的哪一部分自己設計，哪一部分購買已有的成品是很棘手的問題。您可以設計并創(chuàng)建整個解決方案，完全自定義最終結果，并優(yōu)化花費，然而，任何設計規(guī)格的改變或是疏忽都會引起漫長與花費巨大的延期。相反，一個現(xiàn)成的平臺增加了產(chǎn)品的銷售成本，并且您也許會為很多設計的時候用不上的功能花錢。無論如何，現(xiàn)成的系統(tǒng)一般提供了更快的驗證周期，因此，會帶來更短的上市時間。

“創(chuàng)建”方式：用戶定制設計

用戶定制的嵌入式設計包括很多技術：

* 用于主系統(tǒng)控制器以及數(shù)字信號處理的處理器

* 用于各種元件的總線接口

* 用于模擬與數(shù)字信號采集，發(fā)生，以及控制的I/O電路

* 支持處理器硬件的軟件構架，設備驅動開發(fā)，驅動APIs，以及實際的應用軟件

要做一個深思熟慮的有關創(chuàng)建還是購買的決定，您必須對自己創(chuàng)建的定制解決方案的花費進行精確的估算。如果您僅僅是簡單地累加電路板元件的花費與軟硬件的開發(fā)時間，您極有可能顯著地低估了整個投資。制造，維持庫存，以及為OS，驅動，中間軟件開發(fā)軟件的花費總是屢次被低估。與此同時，工程師與投資方總是對他們的預期銷售量持過分樂觀的態(tài)度，尤其是在最初的二、三年內(nèi)。

“購買”方式：現(xiàn)成的嵌入式系統(tǒng)

可供替代用戶定制設計的是使用現(xiàn)成的平臺，它可以提供創(chuàng)建隨后部分的基礎結構。雖然您一般會花費比電路板元件更多的費用，但是您可以期待更快地上市，這是因為供應商為您做了很多底層的設計和實現(xiàn)的工作。此外，這些系統(tǒng)具有更友好的擴展路徑，所以在解決概念與原型機驗證階段出現(xiàn)的，不可避免的特定問題時，更得心應手一些。

當著手進行一項新技術時，將原型機創(chuàng)建出來并使它能快速運作，常常是決定產(chǎn)品是否具有技術與商業(yè)價值的極為重要的一環(huán)。對于較新的產(chǎn)品與技術來說，確定市場需求性與產(chǎn)品將來的銷售量是十分困難的。您可以使用現(xiàn)成的工具快速地創(chuàng)建原型機并開發(fā)系統(tǒng)，而不必預先投入大量的資金。

從大批量到高性能的現(xiàn)成平臺

NI公司開發(fā)了各種工具，增加了生產(chǎn)率并幫助公司與較小的工程師團隊更快地將他們的產(chǎn)品投入到市場。NI圖形化的系統(tǒng)設計工具，包括NI LabVIEW軟件與可重新配置的嵌入式系統(tǒng)，將現(xiàn)成平臺的優(yōu)勢與用戶硬件的定制化及靈活性結合起來。NI公司提供了嵌入式解決方案來滿足大批量的部署與高性能的應用需求。

圖 1. NI 圖形化的系統(tǒng)設計工具，包括 LabVIEW 與 RIO 嵌入式 硬件，結合了現(xiàn)成工具的 優(yōu)勢與用戶定制設計的性能

通過使用在線NI圖形化系統(tǒng)設計計算器，您可以預見到為您的嵌入式解決方案選擇NI工具的影響，尤其是在整個系統(tǒng)花費與上市時間方面。

圖 2. 使用在線 NI圖形化系統(tǒng)設計計算器，您可以預見使用 NI 圖形化系統(tǒng)設計工具的時間，生產(chǎn)率，以及花費優(yōu)勢。

大批量的嵌入式應用

現(xiàn)成的平臺對大批量的嵌入式應用（每年部署的銷售量在10s到 1，000s）來說正變得足夠劃算，經(jīng)濟上更加可行。嵌入式平臺部分的NI CompactRIO家族提供了工業(yè)級與嵌入式應用要求的性能與可靠性。此外，它也帶來了一種理想的平臺，可以用于設計過程，原型機測量以及控制系統(tǒng)。每個CompactRIO系統(tǒng)都融合了開放的嵌入式結構的功能性與現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的可靠性，它堅固耐用，具有可以熱插拔的工業(yè)級I/O模塊。

對于大批量的系統(tǒng)部署與OEM解決方案來說，新的，以價值取向的NI cRIO-9075 與 cRIO-9076集成CompactRIO機箱提供了一種非常有吸引力的選擇，它具有很小的占地面積，較低的花費，以及靈活的可重新配置的I/O（RIO）結構。這些系統(tǒng)具有集成的400 MHz處理器的實時控制器，Xilinx的Spartan-6 FPGAs，以及4 C系列模塊I/O插槽，信號可調制I/O。使用LabVIEW，您可以快速地開發(fā)靈活的，模塊化的測量與控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)顯著的上市時間效益。

高性能的嵌入式應用

要求優(yōu)異性能的小批量的嵌入式應用并不像大批量應用那樣對費用敏感，因此，使用集成FPGAs的現(xiàn)成平臺是很理想的。在大部分情況下，這些應用在靈活的，高性能的現(xiàn)成平臺上看起來更有價值，現(xiàn)有平臺縮短了設計驗證與投入市場之間的時間。對于高性能的嵌入式應用，NI FlexRIO含有模塊化的FPGA硬件，Virtex-5 FPGA，以及PXI樣式條件下的可定制I/O。平臺可以提供的部分如下：

* 內(nèi)置的基礎結構部分，包括速度為800 MB/s的PCI Express總線接口

* DRAM通信

* 集成了Xilinx的內(nèi)核產(chǎn)生器（CORE Generator）或其它第三方IP

* 系統(tǒng)中兩個FPGA模塊之間可通過DMA進行點對點數(shù)據(jù)流傳輸

這些部分可以幫助一個團隊快速地試制新的設計，同時能將精力集中在他們添加到系統(tǒng)中的最有價值的部分。使用PXI 與 NI FlexRIO，嵌入式設計師正在創(chuàng)建高度靈活的，可升級的，以及定制的系統(tǒng)，用于發(fā)生與采集應用。

現(xiàn)成工具減少了首要費用并縮短了上市時間

使用圖形化系統(tǒng)設計的用戶已經(jīng)證明他們可以同更小的團隊一起，使用現(xiàn)成的工具創(chuàng)建用戶定制的嵌入式系統(tǒng)。使用系統(tǒng)級的軟件工具為內(nèi)置的處理器，F(xiàn)PGAs，以及I/O等硬件編程，較小的團隊可以完成以往要求至少兩倍人手才能實現(xiàn)的任務。這個結果是硬件與軟件開發(fā)費用的降低，一般對嵌入式設計來說是首要費用

作者簡介

– John Hottenroth

John Hottenroth是NI公司RIO硬件市場開發(fā)部經(jīng)理。他幫助用戶縮短在高性能設計項目上的開發(fā)時間，最近他在同一位用戶一起工作，這位用戶使用LabVIEW與NI FlexRIO創(chuàng)建了世界上第一臺實時3D OCT醫(yī)學成像系統(tǒng)。

– Nick Butler

Nick Butler是NI公司無線傳感器網(wǎng)絡平臺的產(chǎn)品市場部經(jīng)理。他最近受邀在波士頓舉行的WSN與環(huán)境發(fā)電會議（WSN and Energy Harvesting Conference），以及羅斯蒙塔舉行的傳感器展覽會（Sensors Expo）上報告發(fā)言。