我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师
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3 `) P3 a4 M1 ^$ C; j事情是这样的,我们团队在三个月之前接到了一项硬件产品定制任务,客户想我们帮他定制一款工业网关,简单地罗列一下,产品大概有以下这些功能:1 \- ^$ s5 `# q g" |5 i8 ?
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客户提出的都是常规工业网关所具备的基本功能,这对于专业做工业网关产品的团队来说难度中等,并且以上软硬件功能都已经过客户确认,开发起来问题应该不大。- L: b! b4 ?3 z# D3 \7 U6 K
因为项目时间紧迫,为了降低设计上的风险,我们硬件上是采用了【核心板+底板】的方式进行设计的,类似于下图的设计方式,(涉及保密,我们的产品不方便上图)! k0 B/ y$ M) O& F) X
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" y T R- t1 C" t/ s B图源:立创开源硬件平台. @/ F) }+ Z( S$ m0 }+ l* F
这种设计方式的好处是,团队不用花时间在CPU核心板的设计上,只需要在底板上集成客户需要的硬件接口。" `* b7 R \+ [' p% i ^7 a6 h
经过一个多月的加班加点,团队终于赶在国庆假期前,把首版原型样机的PCBA给到了客户,如无意外(一般都会出现些意外),客户假期后就可以开展模具设计工作了。, h4 ~) M# w# ?' ?$ Z2 T* k$ z2 d
假期回来后的第一天,老板就召集项目团队开会,说客户拿到产品的PCBA样品后,有些新的想法想跟项目团队一起探讨一下。(我当时就预感到,肯定不是什么好的想法6 `/ C& y S C( T. s1 g* H8 i$ R* s
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- \* Q7 K) O$ q& d+ J2 n老板说,客户觉得我们设计的电路板有点大,想把电路板进一步缩小,面积大概是现在的一半,原因是他国庆假期看见友商有一些更小的网关。
% k5 u6 Y; I5 ?* O8 l4 l这样不仅可以省下电路板和模具的成本,而且做出来的产品也可以方便地内置在第三方工业设备里面,小巧不占地儿。! f/ ~2 z4 J# v, I J3 y( _
。。。。。。(空气突然安静)6 |. v# N6 B$ ^5 O8 p- l
会议室里面没有一个人首先吱声,气氛安静得有点尴尬,(估计大家都已经开始在心里对客户各种问候),老板看见大家都这么安静,刚想趁热打铁开口叫我们散会回去开干。0 _3 R# n, [6 d+ a0 I. j4 B
作为 PM 的我,此刻马上抢先说了一句:“杨总,我们团队先评估一下这次改动,今天下班前给您具体评估结果。”1 w$ x& m4 G R) }7 H% l. G
我们目前的硬件设计,在成本允许的前提下已经把PCBA的面积做得足够紧凑了,如果要再进一步缩小面积,就需要把CPU内存和其他芯片接口直接布局在同一块电路板上面了。( n: Z) e# V! F/ e
(老板和客户估计并不知道这次改动的研发成本有多高)% x7 o" A5 ?+ f
我在网上一股劲地搜索了一轮,终于找到了一款比较紧凑的板卡设计方案,它直接把CPU内存还有硬盘,以及某些功能接口都布局在一块电路板上面,并且还能做到45mm * 70mm 的板子面积。(还有一点就是,它开源+ C+ x3 J0 [7 y; D7 T
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图源:立创开源硬件平台! z* ^, q5 l2 Y+ _& w4 R
它还很巧妙地引出了经典 40Pin 排针和高速 39Pin 接口,这种“三明治”式的板卡设计,能有效地利用外壳的纵向空间,从而不影响原来水平空间上的接口功能。
6 A2 e4 V$ d1 P# G打开这款板子的原理图和PCB一看,原来它采用的是8层pcb设计,并且还使用了盘中孔工艺,即焊盘中打孔(难怪可以做得这么小巧紧凑)。% h. ?9 p+ S5 X
我们都知道,随着PCB板厂制作水平的不断提升,盘中孔变得越来越常见和实用,但与此同时,因为盘中孔对工艺有较高要求,某些厂家的盘中孔制作成本也一直居高不下。
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我知道嘉立创之前一直有在推广盘中孔这种工艺,所以就去他们的官网找了一下信息,好家伙,对于6层以上的高密度PCB,现在嘉立创可以免费使用盘中孔,并且还可以免费加厚至2u''沉金。! P' q5 J" R: ]5 j
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给客户定制的工业网关产品,客户要求做到紧凑小巧,那我们完全可以参考上面的CPU一体化+层叠接口扩展的设计方式。(有救了,心头大石终于落地3 q% G3 u& p& i2 w% q }
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按照我们原来的芯片选型,这款工业网关产品应该6~8层板就可以Hold得住,具体还要看硬件工程师评估,如果是6层板的话,还可以免费在嘉立创进行打样。
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4 b8 I1 a; l0 D; t最后,团队花了大概半天的时间,把原来的【核心板+底板】设计方案,整理成了CPU内存硬盘一体化设计,某些功能接口通过层叠的方式进行扩展,并且把改造方案所增加的成本也一并发给了老板,让他去跟客户进行沟通和决策。% Q* T1 h" e# p3 a" S
像这种出了PCBA原型样品再去做硬件方案大改的情况,项目研发成本的增加是在所难免的,但作为项目执行团队,一方面不能当场否定老板和客户的想法,另一方面要尽自己所能,在短时间内给出成本最优的解决方案。
- X3 ]2 J) Q9 b' W$ D& hhai,不说了& o8 [8 o3 s& S6 w1 V
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,今天又是心累的一天,明天还要去“安抚”硬件工程师,推进他们去做改版方案后的电路原理图和PCB设计~。
6 [& Z/ y% j# A祝我好运,客户下次就别这样改了~
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' A# K. w: N5 e# J9 k 不想让嵌入式核心板吃灰,于是,我准备对它下手了!
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这些嵌入式主板,确实惊艳到我了!8 ~. {7 O& [" ~8 `
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探讨一下,嵌入式边缘计算技术,前景何在?
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