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工程师对嵌入式平台的常见误会和误解及下一个应用程序选择嵌入式系统

工程师对嵌入式平台的常见误会和误解及下一个应用程序选择嵌入式系统

点击数:7381 次   录入时间:03-04 11:44:59   整理:http://www.55dianzi.com   嵌入式系统-技术

(3) 长期可用性:PC 在特定的型号/配置中,通常可用时间为 9-12 个月。相反,许多嵌入式系统的可用时间为 5 年或更久。对于使用寿命为 5 年或更久的大型部署,PC 平台配置可能必须在该时间段内更改数次,需要预先购买附加系统,或产生在整个部署寿命内支持和保持多种系统配置的额外费用。而嵌入式系统的长期可用性允许 一种系统配置用于在整个部署寿命内购买替代品,从而简化并降低与库存、支持和介质维护以及大规模部署相关的成本。

    数字标志示例:与上一代的嵌入式系统不可同日而语

      随着基于互联网的应用程序和服务(包括云计算的出现)的持续扩展,以及消费者需要丰富的多媒体体验,今天许多嵌入式系统正在用于高度交互、高度连接、视觉模拟以及在许多情况高度移动的应用程序中。

      数字标志应用程序是嵌入式系统日益普及的不错例子。服务于教育、零售和接待等广泛的市场需求,在任何地方都能发现它们的身影,包括学校、机场、大型购物中心和酒店等等。

      数字标志系统的尺寸和功能集可能千差万别,但通常具有以下共性:

      (1) 一个媒体播放器,能播放预先录制的或实时视频(通常为高清)、flash 动画、2D/3D 图形、text ticker、Microsoft® PowerPoint 文件、RSS feed、基于网络的最新内容和视频等等。

      (2) 支持多种灵活的显示配置和各种显示接头类型,如 VGA、LVDS、DVI 和 HDMI 等等。

      (3) 联网功能,包括 WiFi 和 LAN:许多设备单独操作,但大部分通常联网到一台管理内容和软件更新的集中服务器。

      (4)用于媒体播放列表的本地存储的硬盘驱动器。

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图1 典型嵌入式数字标志播放器的方框图

      使用寿命规划和 TCO 密切相关,使用寿命规划流程和该流程中所作的决策直接影响 TCO。尽管使用寿命规划和TCO 计算本身就是巨大的主题(并且曾有广泛的著述),我们将在本文中使用一个简化的示例解释基本概念,以便在基于 PC 的解决方案和典型数字标志部署中的嵌入式系统解决方案之间对比 TCO。在使用寿命规划流程中考虑的一些主要因素:

      (1) 要部署什么类型的系统?

      (2)预计整套部署存在和得到支持的时间(即“使用寿命”)?

      (3) 考虑每套系统可用和得到支持的时间?

      (4)软件是否需要更新,频率如何?

      (5) 部署的规模是否随着时间的推移更改?

      (6) 每套系统的主要组件的预计故障率如何?

      一旦完成使用寿命规划流程(或至少做出主要决策),即可考虑每个系统解决方案的预计 TCO。要计算 TCO,必须考虑以下各项:

      (1)主要系统的采购成本

      (2)要保持在库存中的附加系统的采购和储运成本

      (3) 基于每套系统功耗的能源成本(根据使用型号确定)

      (4) 支持费用,包括技术支持、维护、保险、更换和修理费用(注意由于引入了多种硬件和/或软件配置,这种情况可能变得非常复杂)

      (5) 由于修理或更换故障系统造成的停机成本

    下面是一个嵌入式应用程序部署的示例,包含 100 个数字标志系统组成的相对小规模网络。让我们对比使用基于标准商用 PC 解决方案和真正的嵌入式解决方案的解决方案,在操作前 5 年的部署和支持情况。

  下面的表 1 显示我们在本例中使用的假设:
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      注 1:故障率假设基于为在典型的数字标志环境中进行可靠 24/7 操作设计的嵌入式厂商解决方案,而典型 PC 没有设计在这种相同的环境中 24/7 操作。典型数字标志环境通常包括封闭的机箱以阻止灰尘,并且安装在温度不受控制的区域。实际故障率可能存在差异。

      注 2:单价只反映厂商硬件的典型成本,不包括显示屏、软件、网络带宽或内容授权费用。

      注 3:根据美国能源部的指导原则,能源成本基于美国平均 0.01 美元/kwh 的商用能源成本。典型 PC 系统的功耗理论为 190w(150w 用于系统组件,另外40w 基于额定为 80% 效率的能源之星电源)。典型的基于 AMD 的嵌入式系统功耗理论为 66w(60w 用于系统组件,另外 6w 基于 90% 效率的典型DC/DC 电源)。

      注 4:Aberdeen Group,远程产品服务的演进 – 2009 年 4 月。发现服务派遣的平均费用为 276 美元。

      第 1 年年底,基于 PC 的系统由于故障将更换 10 台设备,而嵌入式系统将更换 5 台设备。

      但到第 3 年年底,情况将明显改变。对于基于 PC 的系统,第 2 年和第三 3 年(10 次/年)的额外故障和原始平台在前 12 个月的不可用性总计要更换 30 套系统,并且目前必须在网络中支持 3 种独特的硬件/软件配置。相反,对于嵌入式系统,由于故障只需更换 15 套系统,并完全采用最初的硬件/软件配置。

      到第 5 年年底,基于 PC 的部署现在只包含其原始系统的一半,并且要维护 5 种独特的配置,而嵌入式部署保持其原始系统的 75%,所有系统仍拥有相同的配置。

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图3 商用 PC 和定制嵌入式解决方案之间的 5 年部署情况对比

      下面的图 4 和图 5 介绍简化的成本对比,并示范嵌入式解决方案在 5 年时间内可提供的潜在成本节省:  

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图 4:100 套基于 PC 的数字标志系统和 100 套基于嵌入式系统的数字标志系统的网络之间的简化年成本对比。

 
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图 5:100 套基于 PC 的数字标志系统和 100 套基于嵌入式数字标志系统的网络之间的累计成本对比表明,嵌入式系统的 TCO 最早从第 2 年开始下降,并在 5 年后实现节约超过 49,000 美元。

      您可以看到,嵌入式系统最早可从第 2 年提供更低的 TCO,只是因为它更可靠,并且能耗更低。当您开始将有关管理和支持多种配置的费用计算在内,以及 PC 在连续工作 5 年后日益提高的故障率,嵌入式系统的 TCO 优势甚至变得更加明显。

    为何给您的下一嵌入式应用程序选择 AMD的产品?

      AMD 最近从拥有晶圆过渡为一家运营的无晶圆半导体公司。实际上,AMD 现在是全球第 3 大无晶圆半导体公司。这允许 AMD 将更多力量集中在技术和产品创新方面,包括高价值的嵌入式产品,而非只是尝试以低利润的 PC 处理器保持晶圆的完整功能。AMD 是全球批量设计和生产行业标准 x86 微处理器的唯一一家公司,同时设计和交付先进的图形技术,允许您为客户提供创新和与众不同的产品。AMD 承诺其服务于嵌入式市场的客户长期取得成功,并在日常基础上通过提供技术、产品、服务和支持的独特组合展示这种承诺,允许客户跨越广泛的应用程序,迅速将 具有竞争力和成本效益的平台推向市场。交付手段:

      (1) 确保嵌入式应用程序要求完全“符合”AMD 中的总体产品规划和开发流程。在集中规划流程中构建嵌入式要求,允许产生的嵌入式产品充分利用当前的先进高性能/低功耗的 CPU 和 GPU 内核、芯片集以及为其他市场开发的其他 I/O 模块。AMD 目前为嵌入式市场提供广泛的产品组合,包括超低功耗的 AMD GeodeTM LX 处理器、64 位嵌入式 CPU、全新的 AMD Fusion APU 和高端独立的 AMD RadeonTM 图形处理器等。

      (2)对产品使用寿命的前端投入巨资。AMD 拥有世界范围的支持组织,专注于满足嵌入式客户的独特需求。通过在解决方案到达 OEM 和/或 ISV 之前将集成工作转换到开发流程的前端,努力缓解下游系统集成问题造成的更多负担。专注于合作并支持关键组件和软件提供商,以及设计和集成合作伙伴。这有助 于确保高品质的设计,在后端实现最大可靠性和最低的支持成本。下面的图 6 介绍 AMD 支持并且与技术合作伙伴和客户协作的位置以确保成功。

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