物联网正在释放数量惊人的连接设备 , 其中许多是传感器系统 , 旨在感知周围的世界并与之交互 。 我们周围的世界是模拟的 , 模拟传感器通常用于为微控制器提供传感机制 。 模拟电路通常又大又笨重 , 并且会显着增加设备的成本 。 使用运行数字信号处理 (DSP) 软件的现代微控制器 , 嵌入式开发人员可以将许多模拟电路转换为等效软件 。 用 DSP 软件替换模拟组件有五个好处 。
好处 1 – 降低 BOM 成本
将模拟电路转换为软件的第一个也是最明显的好处是材料成本 (BOM) 降低 。 原因是现在每块板上需要购买的组件更少了 。 在许多情况下 , 材料的减少是针对电阻器和电容器等组件 。 表面贴装组件可能很便宜 , 因此重要的是要权衡产品生命周期内的总成本节省 , 以确定它是否值得 。 这可以通过将每块电路板的成本降低 , 乘以每年的产量 , 然后乘以产品的生产年数来实现 。
好处 2 – 提高设计灵活性
在使用模拟电路和滤波器时 , 必须不断调整电路以获得最佳性能的情况并不少见 。 轻微的电路板重新旋转可能会导致电路板出现新的电气特性 , 从而突然改变寄生电容或电感 , 从而导致模拟电路失谐 。 然后 , 嵌入式开发团队需要去修改模拟电路 , 以便它们再次按预期工作 。 将模拟电路转换为DSP算法不仅消除了这种风险 , 而且还增加了根据软件需要调整和调整行为的灵活性 。
好处 3 – 减小产品尺寸降低BOM成本有一个附带好处 , 它还允许开发人员减小其产品的尺寸 。 更少的模拟组件(有时可能很笨重)意味着可以减小电路板尺寸 。 减小产品尺寸对制造有许多与成本相关的好处 , 例如:
节省每个产品的裸板成本
每个面板制造更多设备
在产品生命周期内减少塑料和外壳材料的开支
这些都是经常被忽视的好处 。
好处 4 – 缩短设计周期时间
将模拟电路转换为软件有助于缩短设计周期 。 这是真的有几个原因 。 首先 , 有相当多的工具可供软件设计人员模拟和生成替代模拟电路所需的DSP算法 。 这通常比通过电路仿真和基准测试调整电路所需的时间要快得多 。 其次 , 如果需要进行更改 , 嵌入式开发人员可以在软件中进行 , 这可以在几分钟内完成 , 而不必重新旋转电路板或进行硬件修改 。
好处 5 – 现场适应性
在某些产品中 , 永远不知道最终用户在现场会遇到什么情况 。 使用DSP算法允许团队甚至最终用户进行即时调整以适应现场条件 , 而无需进行大量硬件修改 。 现场适应性甚至可以通过消除需要构建以满足各种客户需求的sku数量来简化供应链和制造过程 。
结论
【软件|嵌入式开发:用DSP软件替代模拟组件的5大好处】正如我们在这篇文章中所看到的 , 用数字信号处理算法代替模拟电路有很多好处 。 嵌入式开发团队学习如何评估他们是否应该使用模拟电路或DSP软件非常重要 。 该决定可能需要仔细权衡收益和收益成本 , 以确保它们超过软件的额外成本和复杂性 。 如果秤向DSP软件倾斜 , 那么更换模拟组件就很有意义 。
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