十字路口：Arduino硬件兼容性

ID:59284 · 發(fā)表于 2014-3-4 02:33

在設(shè)計自己的SDAX平臺時，再次面臨一個問題：是否兼容Arduino硬件？說實在的，這不是一個純粹的技術(shù)問題。而是一個商業(yè)、技術(shù)的混合問題。

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

但是為何Arduino會采用這個布局，據(jù)設(shè)計者說這和PCB的價格優(yōu)惠限制有關(guān)。而我在設(shè)計KL25Z的電路圖時，也面臨同樣的問題。

技術(shù)原因

由于5x5cm的PCB樣板最便宜。所以我設(shè)計的PCB是3.8x4.8cm。當時使用了QFP80的MKL25Z128VLK4。經(jīng)過一周的細心設(shè)計，已經(jīng)投入樣品生產(chǎn)。

設(shè)計SDAX的時候，采用了QFP64的MK20DX128VLH5。按理在同樣面積上應(yīng)該可以完成設(shè)計。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，造成四個角落的可布局面積減少。
采用了Mini USB，而非Micro USB插座。
沒有放棄外部LDO的設(shè)計。
每組電源附件放置1uF/0.1uF兩個退耦電容。
將過孔1.27mm排線改成SMT的1.27mm，占用面積較大。

如果上述幾點改變策略：如沒有定位孔，采用Micro USB，使用內(nèi)部LDO，放置一個退耦電容，換成過孔排陣等。我相信可以勉強塞在PCB面積中。

但是，如果采用標準Arduino PCB，那么以上根本不是問題。雖然樣品生產(chǎn)已經(jīng)不再是主要問題。但是批量生產(chǎn)的時候Arduino PCB會帶來1倍的采購成本。

商業(yè)問題

在考慮技術(shù)問題的時候，商業(yè)問題也出現(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。而改變引腳定義以區(qū)別于FRDM，這也是我當時除了成本因素之外，選擇3.8x4.8的商業(yè)原因。

Arduino兼容很明顯可以保留Shield擴展能力。但是，F(xiàn)SL的FRDM已經(jīng)完成了這件事。所以，簡單的引腳兼容在商業(yè)似乎沒有特別吸引力。

所以新設(shè)計的硬件必須與FRDM有所不同。這一點，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，光敏三極管。同時保留了Shield擴展。

總結(jié)

條目	Arduino兼容	私有規(guī)格	Winner
擴展	第三方硬件擴展多	較少，需單獨設(shè)計	Arduino
市場規(guī)模	應(yīng)用潛在市場大	私有規(guī)格單板利潤大	Arduino
利潤率	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
市場推廣	成本低	成本高，需要培育市場	Arduino
產(chǎn)品差異化	小	大	私有規(guī)格

所以可以得出以下幾點結(jié)論：

Mini/Micro/Pico版本，很少會提及硬件兼容性。大部分情況下都是配合跳線和面包板（2.54mm腳距）來制作的。
不是Mini/Micro/Pico規(guī)格的話，需要硬件擴展的情況下，制作Arduino兼容PCB可以很好地滿足市場需求。
產(chǎn)品差異化通過不同的板載資源與其他類似產(chǎn)品進行區(qū)別。
軟件兼容性必須通過WIRING API實現(xiàn)。

最后，重新布了一塊Mini板，和我之前的LPC812MiniKit（GPIO+電源）兼容。而大一點兒的板子，初步?jīng)Q定和Arduino引腳兼容。

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