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標(biāo)題: 十字路口：Arduino硬件兼容性 [打印本頁(yè)]

作者: 3lian 時(shí)間: 2014-3-4 02:33
標(biāo)題: 十字路口：Arduino硬件兼容性
在設(shè)計(jì)自己的SDAX平臺(tái)時(shí)，再次面臨一個(gè)問(wèn)題：是否兼容Arduino硬件？說(shuō)實(shí)在的，這不是一個(gè)純粹的技術(shù)問(wèn)題。而是一個(gè)商業(yè)、技術(shù)的混合問(wèn)題。

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

但是為何Arduino會(huì)采用這個(gè)布局，據(jù)設(shè)計(jì)者說(shuō)這和PCB的價(jià)格優(yōu)惠限制有關(guān)。而我在設(shè)計(jì)KL25Z的電路圖時(shí)，也面臨同樣的問(wèn)題。

技術(shù)原因

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

設(shè)計(jì)SDAX的時(shí)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(jì)。可是，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(gè)角落的可布局面積減少。
采用了Mini USB，而非Micro USB插座。
沒(méi)有放棄外部LDO的設(shè)計(jì)。
每組電源附件放置1uF/0.1uF兩個(gè)退耦電容。
將過(guò)孔1.27mm排線改成SMT的1.27mm，占用面積較大。

如果上述幾點(diǎn)改變策略：如沒(méi)有定位孔，采用Micro USB，使用內(nèi)部LDO，放置一個(gè)退耦電容，換成過(guò)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(wèn)題。雖然樣品生產(chǎn)已經(jīng)不再是主要問(wèn)題。但是批量生產(chǎn)的時(shí)候Arduino PCB會(huì)帶來(lái)1倍的采購(gòu)成本。

商業(yè)問(wèn)題

在考慮技術(shù)問(wèn)題的時(shí)候，商業(yè)問(wèn)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(diǎn)。而改變引腳定義以區(qū)別于FRDM，這也是我當(dāng)時(shí)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(jiǎn)單的引腳兼容在商業(yè)似乎沒(méi)有特別吸引力。

所以新設(shè)計(jì)的硬件必須與FRDM有所不同。這一點(diǎn)，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(jì)，光敏三極管。同時(shí)保留了Shield擴(kuò)展。

總結(jié)

條目	Arduino兼容	私有規(guī)格	Winner
擴(kuò)展	第三方硬件擴(kuò)展多	較少，需單獨(dú)設(shè)計(jì)	Arduino
市場(chǎng)規(guī)模	應(yīng)用潛在市場(chǎng)大	私有規(guī)格單板利潤(rùn)大	Arduino
利潤(rùn)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(chǎng)推廣	成本低	成本高，需要培育市場(chǎng)	Arduino
產(chǎn)品差異化	小	大	私有規(guī)格

所以可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

Mini/Micro/Pico版本，很少會(huì)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(lái)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(chǎng)需求。
產(chǎn)品差異化通過(guò)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(guò)WIRING API實(shí)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(diǎn)兒的板子，初步?jīng)Q定和Arduino引腳兼容。

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