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十字路口:Arduino硬件兼容性

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樓主
ID:59284 發(fā)表于 2014-3-4 02:33 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
在設(shè)計自己的SDAX平臺時,再次面臨一個問題:是否兼容Arduino硬件?說實在的,這不是一個純粹的技術(shù)問題。而是一個商業(yè)、技術(shù)的混合問題。

Arduino來自于WIRING,都是開源工程,但是WIRING卻沒有前者流行。這和Arduino的硬件兼容性帶來的Shield的流行有關(guān)。由于Arduino堅持了其奇怪的引腳定義,并在后續(xù)的各個版本中保持了兼容。才使得Shield可以流行起來。

但是為何Arduino會采用這個布局,據(jù)設(shè)計者說這和PCB的價格優(yōu)惠限制有關(guān)。而我在設(shè)計KL25Z的電路圖時,也面臨同樣的問題。

技術(shù)原因

由于5x5cm的PCB樣板最便宜。所以我設(shè)計的PCB是3.8x4.8cm。當(dāng)時使用了QFP80的MKL25Z128VLK4。經(jīng)過一周的細(xì)心設(shè)計,已經(jīng)投入樣品生產(chǎn)。

設(shè)計SDAX的時候,采用了QFP64的MK20DX128VLH5。按理在同樣面積上應(yīng)該可以完成設(shè)計?墒,卻比QFP80要困難許多。主要的技術(shù)原因有:


  • 將定位孔放大后,向PCB中心推,造成四個角落的可布局面積減少。
  • 采用了Mini USB,而非Micro USB插座。
  • 沒有放棄外部LDO的設(shè)計。
  • 每組電源附件放置1uF/0.1uF兩個退耦電容。
  • 將過孔1.27mm排線改成SMT的1.27mm,占用面積較大。


如果上述幾點改變策略:如沒有定位孔,采用Micro USB,使用內(nèi)部LDO,放置一個退耦電容,換成過孔排陣等。我相信可以勉強(qiáng)塞在PCB面積中。

但是,如果采用標(biāo)準(zhǔn)Arduino PCB,那么以上根本不是問題。雖然樣品生產(chǎn)已經(jīng)不再是主要問題。但是批量生產(chǎn)的時候Arduino PCB會帶來1倍的采購成本。

商業(yè)問題

在考慮技術(shù)問題的時候,商業(yè)問題也出現(xiàn)了。這里的商業(yè)不僅僅是成本,而是整體商業(yè)策略。

由于FSL推出的FRDM已經(jīng)保留了Arduino的兼容性,這不能夠成為賣點。而改變引腳定義以區(qū)別于FRDM,這也是我當(dāng)時除了成本因素之外,選擇3.8x4.8的商業(yè)原因。

Arduino兼容很明顯可以保留Shield擴(kuò)展能力。但是,F(xiàn)SL的FRDM已經(jīng)完成了這件事。所以,簡單的引腳兼容在商業(yè)似乎沒有特別吸引力。

所以新設(shè)計的硬件必須與FRDM有所不同。這一點,F(xiàn)RDM本身也做到了與Arduino的區(qū)別,它增加了LED,加速度儀,溫度計,光敏三極管。同時保留了Shield擴(kuò)展。

總結(jié)

條目
Arduino兼容私有規(guī)格
Winner
擴(kuò)第三方硬件擴(kuò)展多
較少,需單獨設(shè)計
Arduino
市場規(guī)模應(yīng)用潛在市場大
私有規(guī)格單板利潤大
Arduino
利潤率
較低
較高
私有規(guī)格
PCB成本面積大,成本高
面積小,成本低私有規(guī)格
市場推廣
成本低
成本高,需要培育市場
Arduino
產(chǎn)品差異化

私有規(guī)格


所以可以得出以下幾點結(jié)論:

  • Mini/Micro/Pico版本,很少會提及硬件兼容性。大部分情況下都是配合跳線和面包板(2.54mm腳距)來制作的。
  • 不是Mini/Micro/Pico規(guī)格的話,需要硬件擴(kuò)展的情況下,制作Arduino兼容PCB可以很好地滿足市場需求。
  • 產(chǎn)品差異化通過不同的板載資源與其他類似產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)別。
  • 軟件兼容性必須通過WIRING API實現(xiàn)。

最后,重新布了一塊Mini板,和我之前的LPC812MiniKit(GPIO+電源)兼容。而大一點兒的板子,初步?jīng)Q定和Arduino引腳兼容。
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