構建還是購買電路板?由于存在廣泛的形式變化，這通常是一個艱難的決定，尤其是當規格說明中往往包含尺寸、重量和功耗要求時。

　　大型系統通常采用PC或基于背板的系統實現，這些系統使用板級外形規格，如Compact PCI、VME(Versa Module Eurocard)和虛通道交叉連接(VPX)。較小的設計應采用更緊湊的外形規格。解決方案范圍可以從對供應商而言獨特的外形規格到大量由不同機構發布的標準規格。

　　PC/104聯盟制定了帶指令集架構(ISA)總線的傳統PC/104外形規格。這個組織的最新規范包含PCI Express等高速串行接口(參見“An EPIC Tale: PC/104 Hitches On To PCI Express”)。

　　同樣地，微型化技術推廣聯盟(SFF-SIG)定義了SUMIT，全稱為可堆疊統一模塊接口技術(參見“SUMIT Brings Big Improvements In Small Packages”)。PCI工業計算機制造商協會(PICMG)不但擁有從Compact PCI到AdvancedTCA的眾多標準，還開發出一種名為COM Express的緊湊型計算機模塊外形規格標準。

　　微型模塊

　　Gumstix公司擁有一系列基于德州儀器(TI)OMAP處理器(參見“OMAP ARMed With Cortex”)的微型模塊(參見“A Pack of Gumstix”)。這些模塊只有4.2mm高，帶兩個70引腳的AVX連接器(圖1)。

　　Gumstix公司甚至用自己的Stagecoach產品構建了一個7節點的簇(參見“A Cluster of Gumstix”)。Stagecoach具有一個100Mbps的以太網接口，在完全配置(圖2)情況下功耗不到20W。

　　像Overo這樣的小型模塊通常不需要散熱器，因為它們功耗非常小。有時散熱器也能派上用場，就像在Digi公司的一種Rabbit Core模塊：MiniCore RCM5600W 上見到的那樣(參見“What Microcontroller Is Best?”)。

　　RCM5600W擁有一個74MHz的Rabbit 5000 16位微控制器，該控制器帶128kB的片上SRAM，模塊(圖3)上有額外的1MB SRAM。RCM5600W還支持802.11b/g Wi-Fi和802.11i安全性。其外形是一塊52引腳的Mini PCI Express卡，但模塊使用自己的引腳輸出，且不支持PCI Express。

　　采用與其它設備相同的外形規格是一種常見的方法，這使得可以復用連接器技術和成本效率。例如，Eurotech公司的Quantum具有一個144引腳的小外形雙列存儲器模塊(SO-DIMM)邊緣連接器(圖4)。

　　這個67.6mm×50mm的模塊裝有一個520MHz的Marvell XScale PXA270處理器和64MB的SDRAM。它的功耗不到1.5W并包含許多接口，還加入了對TFT/STN/LVDS平板顯示器的支持和AC’97音頻控制器。

　　Logic PD是一家工業設計公司，提供種類廣泛的模塊和開發工具。該公司的AM1808 SOM-M1(圖5)采用了TI的Sitara ARM AM1808微處理器(參考“ARM9 Micros Target Industrial and Medical Apps”)。

　　與許多模塊一樣，AM1808 SOM-M1將互連線隱藏在電路板下方。該模塊還集成了大量外設和存儲器，包括LCD控制器、100BaseT以太網、高達8MB的NAND閃存，以及SATA(串行高級技術附件)和MMC/SD(多媒體卡/存儲器件)接口，所有器件都安裝在一張30mm×40mm的卡上。

　　InHand Electronics公司的Fury電路板只有手掌大小，帶有一個LCD顯示器(圖6)。這塊電路板安裝有TI的達芬奇DM3730視頻處理器和1GHz的Sitara AM3703 ARM處理器。Fury電路板也可以不帶LCD和外殼直接供貨。

　　有好幾種方法可以用來提供強大的計算能力。多核和多處理器模塊只是其中的一種。Opal Kelly公司的XEM-3050模塊是利用Spartan 3 FPGA (圖7)實現的。該模塊還使用了64MB的SDRAM、9MB的SRAM和1MB的SPI(串行外設接口)串行閃存。

　　微型模塊的這種小型集成僅僅是小試牛刀。雖然大多數供應商使用標準連接器，但針對這些微型模塊的大部分外形規格對某個供應商來說都是獨一無二的。一些模塊可能看起來很相似，但不同的引腳輸出使得它們不可互換。今后，尺寸的增大將導致母板上處理器過多。

　　小型母板

　　像ITOX公司基于Core i7的CP100-NRM這樣的Micro-ATX和Mini-ITX設備，可支持雙路DVI顯示器和HDMI，是汽車和流水線(圖8)上使用的緊湊型平臺的理想之選。

　　這些小型母板利用PCI和PCI Express卡提供了擴展的優勢。CP100-NRM擁有一個PCI Express/PCI插槽以及兩個千兆以太網端口、六個USB端口、四個串口等。這種母板還能夠運作Core i5和Celeron P4500處理器。

　　威盛電子(Via Technologies)公司的Nano-ITX和Pico-ITX也非常流行。120mm×120mm的Nano-ITX尺寸要小于Mini-ITX和Micro-ATX板，并且經常不需要使用擴展插槽。

　　Fanless公司的Nano-ITX電路板與艾默生網絡能源(Emerson Network Power)公司基于Atom的NITX-300一樣，主要用于機頂盒等應用。艾默生電路板實際上同時集成了一個x1 PCI Express插座和一個Mini PCI Express插座，而且支持千兆以太網、SATA和音視頻處理。

　　尺寸較小的Pico-ITX通常單獨使用，但Pico-ITXe集成了一個SUMIT連接器。AcessIO公司的Pico-ITXe數據采集模塊在這種小型尺寸的基礎上作了擴展，因為PC類型的PCI和PCI Express(圖9)插槽不適合這種小尺寸。

　　PC/104是一種典型的堆疊式系統，但它只是眾多可堆疊解決方案的初始方案(參考“Playing The Board Game: Stack’em, Pack’em, And Rack’em”)。PC/104電路板使用ISA總線。這種總線和連接器允許處理器板位于堆疊架構的頂部、底部或中間。

　　這種平臺支持并衍生出一系列相關的母板外形規格，如顯式并行指令計算(EPIC)、EPIC Express和可擴展嵌入式板卡(EBX)，它們使用一種或多種PC/104堆棧架構的變化形式進行擴展。

　　許多新標準的推出使一些傳統外形規格也煥發出新的光彩。WinSystems公司的EBC-Z5xx是一種EBX型的母板，但它將一對SUMIT連接器改裝為除了支持PC/104 ISA擴展外，還能提供對PCI Express的支持，這也是SUMIT-ISM布局(圖10)的一部分。工業標準模塊(ISM)實質上就是PC/104。

　　這些可堆疊系統可以處理6個或6個以上的模塊，但典型堆棧尺寸只有1.5個電路板大小，這是因為母板通常要提供所需的外設支持。擁有擴展能力通常就足夠了，但許多系統還采用了大量的擴展板。

　　USB是在機箱內越來越流行的另一種裝置，可以用來連接處理器和外設。Micro/sys公司甚至還推出了一種堆疊式USB標準，叫做StackableUSB(參考“USB Thinks Inside The Box”)。小型版本的StackableUSB電路板尺寸只有PC/104電路板的四分之一(圖11)。

　　當然，USB擴展不必堆疊。電纜解決方案即使在機箱內部也是一種可行的選項。USB設備可以做到像Toradex公司的OAK USB傳感器(圖12)那樣小。這些傳感器從USB電纜獲取電源。

　　尺寸再大一點就是像AcessIO公司的電路板(參考“USB Module Provides 96 or 48 Digital I/Os”)。與大多數USB設備一樣，它們在機箱外部同樣工作得很好。AcessIO公司為大部分USB電路板提供金屬外殼，以便于機箱外使用。雖然電路板之間要通過USB電纜連接，但這些電路板同樣能在機箱內部堆疊起來。

　　此外，還有大量專有的可堆疊外形規格。波士頓電機(Boston Engineering)公司的FlexStack就是一個微型堆疊架構的例子(參考“Make Or Buy: Module Mania”)。飛思卡爾(Freescale)公司的Tower系統則是另一個例子，雖然它被嚴格設計為一個開發和原型創建平臺(參考“What Microcontroller is Best?”)。

　　讓我們再回到標準規格領域看看吧。

　　COM模塊

　　COM Express是擁有大量支持者的一種計算機模塊(COM)外形規格標準，它涵蓋帶有公共連接器配置的眾多外形規格。事實上，PICMG已經定義了許多組合。標準COM Experss電路板尺寸為125mm×95mm，而microETXexpress版本的尺寸是95mm×95mm。

　　Kontron公司的nanoETXexpress以最小的COM Express外形規格著稱，尺寸為55mm×84 mm(圖13)。它使用了Intel公司最新的1.6GHz E6xx“Tunnel Creek”Atom處理器(參見“Tunnel Creek Takes A Number”)。

　　E6xx能夠很好地配合圍繞PCI Express設計的COM Express。它提供四個1x PCI Express通道，而不使用專有的前端總線。該芯片在可堆疊的PCI Express外形規格中已經嶄露頭角。

　　COM Express并不是唯一的多供應商COM標準。像Portwell公司的PQ7-M100G這樣的Qseven模塊可以從許多其他供應商處獲得，包括ITOX、congatec AG、Advantech和DFI(圖14)。

　　Qseven可以插入堅固的移動PCI Express模塊(MXM)連接器。邊緣連接器、安裝孔和冷卻板連接需占70mm×70mm大小的區域。

　　外設電路板

　　PC/104等標準對處理器和外設使用相同的外形規格。COM電路板通常插入定制母板，再由母板提供與外部和其它外設的連接。

　　在上網本和筆記本電腦中經常可以看到像Mini-PCI和Mini-PCI Express這樣的外設卡外形規格。它們通常用來提供無線通信和GPS功能。當然，它們也能在其它場合派上用場，Mini-PCI和Mini-PCI Express連接器已經應用在許多母板上。

　　串行外設擴展(SPX)是來自Versalogic公司的另外一種外形規格。SPX電路板通過菊花鏈式的SPI(圖15)連接。這種連接使用標準的14引腳帶狀電纜，或者電路板可以插入母板上的連接頭。

　　理論上，SPX模塊可以與帶有SPI的任何微型規格一起使用。在實際應用中，它們通常用于Versalogic公司的單板計算機中，如EBX Sidewinder或PCI-104 Wildcat。

　　最初由Diamond Systems公司開發的FeaturePak是一種新的外設規格(參考“Module Packs I/O Features”)。Diamond Systems公司的SUMIT/FP適配器被設計用于支持FeaturePak模塊(圖16)。

　　這種模塊尺寸為43mm×65mm，是特別針對像PC/104和Themis Nano-ATR這類電路板而設計(參見“Shootout At The VPX Corral”)。FeaturePak可以處理高達100個I/O引腳，而且可以通過模塊中常用的PCI Express、USB或I2C接口訪問該設備。

　　開發板

　　開發板不太可能用于生產系統，但它們能構建出流行的原型平臺。這些開發板包括采用TI雙內核OMAP3平臺的BeagleBoard，這個平臺帶有600MHz的 Cortex-A8和C64+ DSP(參見“Open Source Bites Board”)，以及帶有基于ARM9和C674x DSP 的OMAP-L138的HawkBoard(圖17)。這些開發板可以訪問所有外設端口，如Beagleboard的HDMI顯示器。一些擴展板還在不斷推出。

　　至于更緊湊的平臺，開發人員可以采用恩智浦半導體(NXP)的mbed(圖18)。這種售價為59美元的微型模塊圍繞NXP的LPC1768 Cortex-M0微控制器構建，可以插入40引腳的插座(參見“Cortex-M0 MCU Challenges 8- And 16-Bit Micros Across The Board”)。目前市場上已提供好幾種基板。

　　如果你想找便宜貨，那就試試意法半導體(STMicroelectronics)公司售價10美元的STM32 Discovery套件(圖19)。這個模塊比mbed要稍大一點，但能完整訪問24MHz、64引腳的STM32F100RBT6B微控制器。該芯片帶有128kB的閃存。幾乎一半的模塊專門用于基于USB的ST-Link調試接口。

　　內置USB調試接口和免費開發軟件是這些開發板共有的幾項特性。這些開發板至少提供了掌握微控制器的一個良好途徑。

　　有一件事非常明確，就是電路板的選擇范圍很大。雖然這不一定意味著選擇起來會更加輕松，但它確實表明可能會有一個選項更符合你的設計需求。