اقرأ في هذا المقال
مع إطلاق منتجات وتقنيات ومعايير جديدة كل يوم، تتعرض الشركات باستمرار لضغوط لمواكبة ذلك، إنّها تتسابق إلى السوق بأصغر وأسرع منتج، أحد الأسئلة الشائعة التي نراها في الاجتماعات الهندسية هو ما إذا كان يجب على العميل اختيار نظام على رقاقة (SoC) أو كمبيوتر اللوحة الواحدة (SBC) لتصميمهم؟ هناك الكثير من الإيجابيات والسلبيات لكل منها ولا توجد إجابة سهلة.
ما هو نظام على رقاقة SoC؟
كما يوحي الاسم (System on Chip)، تدمج (SoC) الكثير من مكونات النظام في شريحة سيليكون واحدة، إلى جانب معالج التطبيق، عادةً ما تحتوي (SoC) على ذاكرة ودوائر إدارة الطاقة ومجموعة من الأجهزة الطرفية مثل: (SPI وUART وI2C وUSB وSATA وPCI وPCIe) وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على تركيز وخبرة البائع، غالبًا ما يكون هناك نواة مخصصة للوظائف الخاصة، على سبيل المثال، تقدم شركة (Fujitsu SoCs) المستندة إلى (ARM) مع نوى وحدة تحكم في العرض الرسومي ثنائي الأبعاد/ثلاثي الأبعاد، وتوفر (GainSpan) شبكات (Wifi SoCs)، وتقدم (AMD) أول شركة (SoC) تعتمد على المعالجات (X86) في العالم.
إيجابيات وسلبيات استخدام SoC:
الهدف من استخدام (SoC) في التصميم هو أن تكون قادرًا على بناء نظام كامل بشريحة واحدة مع الحد الأدنى من المكونات الخارجية، فلماذا لا يستخدم الجميع واحدة؟ دعونا نلقي نظرة على كلا وجهي العملة.
لماذا يجب عليك استخدام SoC في تصميمك؟
- الحجم (Size): تحصل على الكثير من الوظائف والميزات في حزمة صغيرة.
- المرونة (Flexibility): من حيث حجم اللوحة وعامل الشكل والقوة، من الصعب التغلب على المرونة التي تسمح بها (SoC) في التصميم.
- فعّال من حيث التكلفة (Cost efficient): ينطبق هذا بشكل خاص على (SoCs) الخاصة بالتطبيقات مثل برامج ترميز الفيديو، حيث أنّ البديل هو تنفيذها في البرنامج، والذي قد يكون مكلفًا من حيث الوقت والجهد.
- المقدار الكبير (High volume): تعد (SoCs) رائعة إذا كان لديك منتج كبير الحجم، لأنّه يسهل تبرير الموارد الهندسية والتكلفة.
لماذا لا يجب عليك استخدام SoC؟
- الوقت اللازم للتسويق (Time to market): تتراوح دورات التصميم عادةً ما بين (6) إلى (12) شهرًا بالنسبة إلى (SoC).
- قيود الموارد (Resource limitations): إذا كنت محدودًا في الموارد أو إذا لم يكن لديك الكثير من الخبرة في هذا المجال، فربما لا يكون (SoC) مناسبًا.
- حجم أقل (Lower volume): إذا كنت تصمم نوعًا منخفضًا / بهامشًا مرتفعًا للمنتج، فقد تكون هناك بدائل أكثر ملاءمة، إلّا إذا كنت بحاجة إلى جهاز عالي التخصص، قد يكون من الأفضل لك الاستفادة من الأجهزة من شخص آخر والاستفادة من وقتك ومواردك في برامج التطبيقات.
ما هو الكمبيوتر ذو اللوحة الواحدة SBC؟
الكمبيوتر ذو اللوحة الواحدة (Single Board Computer)، هو نظام / كمبيوتر كامل مبني على لوحة دائرة مطبوعة واحدة، إنّها بسيطة وسهلة التصميم، كل ما عليك فعله هو إضافة المكونات الخاصة بك على اللوحة أو دمجها في نظام أكبر لجعلها ملكك، تعتبر تحديات بناء التشكيلة مناسبة جدًا للعملاء الذين يحتاجون إلى طرح منتجاتهم في السوق بسرعة.
هناك مجموعة واسعة من اللوحات المتاحة اليوم، بدءًا من (ATX / BTX) التقليدي “التكنولوجيا المتقدمة الموسعة / التكنولوجيا المتوازنة الممتدة” (Advanced Technology Extended/Balanced Technology Extended)، إلى (COM) “الكمبيوتر على الوحدة النمطية” (Computer on Module)، الذي يبلغ قياسه (58 مم × 65 مم)،غالبًا ما تقدم الشركات المصنعة لـ (SBC) التخصيص بتكاليف هندسية قليلة جدًا أو بدون تكاليف هندسية غير متكررة.
إيجابيات وسلبيات استخدام SBC:
لماذا يجب عليك استخدام SBC في التصميم الخاص بك؟
- سهل الاستخدام (Easy to use): تخطي مئات الصفحات من وثائق التحقق من قواعد التصميم (DRC) وإرشادات التخطيط الخاصة ب (SoCs).
- أجهزة مثبتة (Proven hardware): قد يكون ارتكاب خطأ بسيط واحد في تصميم لوحة (SoC) مكلفًا للغاية، تقلل اللوحة الواحدة (Boards) من هذا الخطر.
- قابل للتخصيص (Customizable): القدرة على تخصيص اللوحة تعني أنّك تدفع مقابل ما تحتاجه بالضبط.
- مصدر واحد (Single source): لا يزال بإمكان قائمة مكونات الصنف للوحة (SoC) البسيطة أن تكون في المائة، تجعل (SBC) الأمر سهلاً بالنسبة للخدمات اللوجستية.
- الوقت للتسويق (Time to Market): دورة تصميم أسرع بكثير من دورة (SoC).
لماذا لا يجب عليك استخدام SBC؟
- التكلفة (Cost): إذا كان منتجك في فئة الحجم الكبير، فقد يكون من المنطقي أن تقوم بالتصميم الخاص بك وتبرير التكاليف الهندسية.
- المرونة (Flexibility): إذا كنت بحاجة إلى الكثير من التخصيص على (SBC) معين، فسيكون من المفيد التفكير في القيام بتصميم (SoC).
- المعرفة (Knowledge): إذا كنت تخطط لاستخدام (same/similar SoC) لمنتجات متعددة، فإنّ استثمار الوقت والجهد لتطوير فهم عميق للمنتج يستحق كل هذا العناء.
هل يوجد خيار في الوسط بينهما؟
نعم! إذا كانت (SoC) معقدة للغاية وكانت (SBC) عامة جدًا، فقد يكون هناك خيار آخر: الوحدة النمطية (a module)، على سبيل المثال، يقدم (Videon) وحدات شبه مخصصة تعتمد على معالجات (Fujitsu) لتطبيقات ترميز وتحويل (1080) بكسل، يعد هذا بديلاً رائعًا للاستخدام عندما لا تريد التنازل عن الميزات المخصصة، ولكنك تريد إخراج منتج بسرعة نسبيًا، ينتهي بك الأمر بالاستفادة من المعرفة والخبرة والوقت المستثمر في تطوير (SoC) بواسطة دار التصميم.
