這是嵌入式市場的一個動態(tài)時期，因為處理器和軟件的進步正在打破曾經(jīng)限制各種計算平臺實施的障礙。結合這些進步，嵌入式計算板和模塊供應商正在不斷增強其平臺產(chǎn)品組合，以利用下一代處理器架構提供的性能、接口、功能和功率改進。

ARM 架構現(xiàn)在被視為嵌入式系統(tǒng)的支持處理器架構之一，因為它能夠提供真正的開放系統(tǒng)方法來支持廣泛的接口和急需的功能。ARM 還提供可與 x86 雙核處理器相媲美的具有競爭力的性能，但功耗低于 5 W。這是一個有吸引力的組合，也是低功耗細分市場中越來越多的智能手機、平板電腦和人機界面 （HMI） 子系統(tǒng)應用程序采用基于 ARM 的平臺的一個促成因素。

ARM 技術的固有優(yōu)勢提供了越來越多的小型應用程序所需的功能集。ARM 以前的一個限制是可擴展平臺的可用性來自越來越多的供應商，這些平臺可以作為從一代到下一代高效開發(fā)的基礎。ARM 技術的長期生存能力的關鍵是一個支持性的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)可以提供具有互操作性和平滑遷移路徑的產(chǎn)品，嵌入式系統(tǒng) OEM 可以依賴這些產(chǎn)品。

ARM 滿足智能互聯(lián)應用需求

當今智能平板電腦和 HMI 工具應用的要求超出了技術和電源規(guī)格，還包括堅固耐用、生命周期延長的產(chǎn)品支持。這些應用通常是便攜式系統(tǒng)，對嵌入式設計人員的空間限制提出了挑戰(zhàn)，并且需要完全密封的無風扇外殼，并且必須長時間可靠地運行。設計人員一直在努力使現(xiàn)有標準和更高功耗的處理器架構在這些應用程序中工作，因此預計會推出更專注的產(chǎn)品，專門設計用于支持基于 ARM 的子系統(tǒng)。

與其他流行的 CPU 架構類似，ARM 架構提供了一種開放系統(tǒng)方法。基于 ARM 的平臺以低于 1 W 的工作功率提供出色的每瓦性能比，功耗非常低，并且 CPU 性能可與最新的低功耗 x86 或基于 RISC 的平臺提供的性能相當或超過處理器。ARM 處理器提供了為移動智能手機和平板電腦提供易于使用的圖形用戶界面 （GUI） 所需的性能，并且還支持擴展溫度操作。當 ARM 的平臺壽命長達 15 年被添加到優(yōu)勢列表中時，很容易看出這些處理器可以滿足大多數(shù)智能互聯(lián)嵌入式應用程序的需求。然而，在過去，

全球支持 ARM 平臺標準

成立了一個新的獨立于供應商的標準組織，稱為嵌入式技術標準化組 （SGET），以幫助加快嵌入式計算標準化硬件和軟件的開發(fā)。為了跟上市場需求和技術的動態(tài)步伐，SGET 制定了簡化的規(guī)則和更短的異議期，以便更快地通過規(guī)范。

在 SGET 下成立的第一個工作組定義了超低功耗計算機模塊 （ULP-COM） 標準，旨在支持使用片上系統(tǒng) （SoC） 設備的超低功耗應用。ULP-COM 規(guī)范的特點是其極其扁平的外形尺寸和針對 SoC 處理器的優(yōu)化引腳排列。ULP-COM 標準指定高度僅為 4.3 毫米的 314 針連接器（MXM 3.0）。這種連接方法可滿足對極薄、堅固且具有成本效益的模塊的移動設計要求。為了增加設計靈活性，指定了兩種不同的模塊尺寸——82 mm x 50 mm 的短模塊和 82 mm x 80 mm 的全尺寸模塊。

標準化帶來接口支持的好處

在 ULP-COM 之前，所有現(xiàn)有的模塊規(guī)范主要基于 x86 技術及其相關芯片組，這些芯片組支持多種接口，例如適用于 PC 設計的 USB、PCI Express 和 PCI Express 圖形端口。另一方面，ARM 支持更多傳統(tǒng)的嵌入式端口，例如 UART、I2C、I2S 和 SDIO。

ULP-COM 標準滿足了對最新 ARM 處理器支持的專用接口的需求，這使得它與 COM Express 標準明顯不同（參見圖 1）。ULP-COM 增加了 COM Express 上通常沒有的功能，例如經(jīng)濟高效的并行 TFT 顯示總線和 MIPI 顯示接口。它包括對消費類相機和手機存儲卡所需的多個 SPI 鏈路和 SDIO 接口的支持。ULP-COM 還支持用于未來設計的 LVDS、HDMI 和嵌入式 DisplayPort。

圖 1：基于高度為 4.3 mm 的 314 針 MXM 3.0 連接器，ULP-COM 標準支持專為最新 ARM 處理器量身定制的新接口，包括 LVDS 等視頻輸出和專用攝像頭接口。

ULP-COM 為設計人員提供了專門匹配 ARM I/O 的標準化功能集。該功能集揭示了軟件在實現(xiàn)電路板兼容性和可互換性方面的重要性，并說明了為什么它現(xiàn)在比以往任何時候都更成為關鍵的系統(tǒng)設計決策。

構建塊方法的價值

基于 ARM 的設備已在許多嵌入式系統(tǒng)中成功實現(xiàn)。然而，這些現(xiàn)有系統(tǒng)中的大多數(shù)提供有限的互操作性，并且缺乏清晰、可擴展的設計路徑。此外，過去支持 ARM 的產(chǎn)品通常需要更深入的開發(fā)，因為該軟件直接與硬件和特定應用程序相關聯(lián)，這使得它們在本質上更具專有性。這意味著任何新設計基本上都必須從頭開始。很明顯，靈活的構建塊對于支持不斷發(fā)展的市場應用程序的需求是必要的。

這就是具有將 COM、Mini-ITX 主板和 Pico-ITX 嵌入式 SBC 等標準化外形尺寸推向市場經(jīng)驗的平臺供應商可以使 OEM 受益的地方。正是這種創(chuàng)建標準化模塊的專有技術將創(chuàng)建基于 ARM 的平臺構建塊，OEM 可以利用這些構建塊來確保系統(tǒng)壽命和代代相傳的順利遷移。雖然 ARM 處理器永遠不會完全取代嵌入式系統(tǒng)中的 x86 或 RISC 處理器，但基于 ARM 的計算平臺可以用作目前服務不足的某些應用程序和細分市場的優(yōu)化構建塊。

采取的步驟確保了易于采用和長期生存能力

設計人員已經(jīng)意識到基于 ARM 處理器的平臺非常適合用于平板電腦、智能手機和 HMI 工具等小尺寸、高密度嵌入式設備。ARM 以較長的產(chǎn)品壽命（最少 7 年，最多 15 年）滿足這些應用要求，處理器尺寸和高度都較小，并且不需要芯片組。由于沒有移動部件，因此可以實現(xiàn)簡化的被動冷卻和熱管理，以消除故障點，從而提高系統(tǒng)可靠性。

一個強大的硬件和軟件供應商生態(tài)系統(tǒng)目前正在克服與實施 ARM 相關的支持問題的連續(xù)性。新 ULP-COM 等基于標準的平臺的可用性使設計人員能夠更輕松地實施和加速基于 ARM 的產(chǎn)品的開發(fā)。ULP-COM 平臺提供便攜式和全封閉系統(tǒng)所需的所需性能功率比，并提供一系列靈活的顯示選項，以滿足各種部署需求。

最重要的是，ULP-COM 平臺為 OEM 提供了一種預先驗證的構建塊方法，有助于簡化集成、降低設計風險并縮短從開發(fā)到部署智能互聯(lián)設備的時間。重用這些已知構建塊的能力提供了嵌入式系統(tǒng) OEM 所需的互操作性和進化設計路徑，同時也確保了技術投資。供應商正在采取這些步驟，目的是讓 OEM 更容易采用新模塊，以便 ARM 的長期生存能力和開發(fā)優(yōu)勢在未來很多年都可以使用。

審核編輯：郭婷