作為一種市場趨勢，可以清楚地看到越來越多的客戶正在尋求基于Arm的解決方案。從嵌入式模塊到 BoxPC 等即用型解決方案，市場上可用的系統種類繁多。具有 Arm CPU 的設備尤其因其出色的計算能力與功耗比而脫穎而出。

與其他架構相比，基于 Arm 的 CPU 具有最高的單位芯片面積性能，因此在芯片技術方面處于領先地位。多家廠商的基于 Arm 的 CPU 目前正在經歷快速發展。在性能方面，Arm 不僅提供當前的 32 位計算內核，例如 Cortex-A7，還提供 64 位計算內核，例如Cortex-A53或Cortex-A72。

盡管它們的性能要高得多，但它們在計算性能和功耗之間仍然具有出色的比例。基于Arm的NXP系列i.MX和Layerscape是在以盡可能少的計算能力在數據通信和數據傳輸領域取得高于平均水平的結果的前提下開發的。當今市場上的 CPU 提供了連接大容量存儲設備或快速數據通信所需的所有接口。

由于這些特性，Arm 架構是實現單板計算機 （SBC）、平臺和 BoxPC 的理想基礎。市場上充斥著這樣的解決方案。由于價格誘人，許多客戶通常從亞洲國家或低成本供應商的補貼系統開始他們的開發。

然而，仔細觀察很快就會發現，一些設備在長期可用性、耐用性或穩健性方面不滿足最基本的要求。在選擇供應商或制造商時，應特別注意確保在開發階段考慮到這些系統特性，以免以后出現不愉快的意外。在大多數情況下，遲發效應僅在數年后才會出現……保修期已過，無法提供足夠的更換件，公司在最終客戶中的形象受損。因此，建議依靠在該細分市場擁有多年經驗的成熟制造商，從而保證產品的長期可用性和耐用性。

模塊化系統是滿足不斷增長的需求的一種解決方案。這些通常基于嵌入式模塊和提供 Mini PCIe、M.2 SATA 或 M.2 PCIe 等接口的載板。因此，SBC 和平臺可以通過無線或存儲解決方案輕松且單獨地擴展。采用模塊化概念，也提供合適的外殼，也可以在現有主板解決方案的基礎上實現完整的設備。這使客戶可以決定是否應在有或沒有外殼的情況下使用平臺。

基于 Arm 的 CPU 模塊制造商通常為系統和完整設備提供一致的概念。由于CPU提供的系統功能和大量的接口，可以毫不費力地開發出具有成本效益的路由器、數據記錄器或網關。

今天運行的大多數工業設備、醫療設備和控制系統都不是為面向未來的網絡而設計的。到目前為止，昂貴的 BoxPC 或定制解決方案通常都是以高成本從頭開始開發的。因此，此類工廠的制造商和運營商正在尋找網關、路由器和數據記錄器，以低成本和高能效的工業 4.0改造他們的機器。公司面臨著根據他們的要求創建特定于項目的解決方案的任務。

在數字化的工業時代，我們確實面臨著許多新的嚴峻挑戰。一方面，我們越來越需要節約能源，另一方面，希望數據和信息隨時隨地可用。為了實施 Vision IIoT（也稱為工業 4.0），就所需的節能而言，需要智能系統概念。

重要的先決條件是所有系統的本地化和網絡化、節能系統的使用以及必要信息的傳輸，而不是復雜和大量的數據。

互聯機器、系統和設備以及安全關鍵信息傳輸的另一個重要點是合適的安全概念。誰希望信息和數據被黑客濫用和發布、安全漏洞或保護不足？

對于簡單和小型的網關、數據記錄器和協議轉換器，以及圖形支持，Cortex-A7 技術非常適合。除了良好的接口支持外，它還非常節能。在這些 CPU 中集成了許多接口，例如 USB、2x 以太網、2x CAN、UART 和圖形。因此，無需太多額外努力即可創建用于改裝系統的小型且具有成本效益的設備。所需的無線解決方案，例如 WiFi、藍牙、LoRaWan， 移動網絡可以通過 USB、SDIO 或 SPI 輕松連接。大量傳感器可以直接連接到這些 CPU。模塊化系統概念幾乎沒有不滿足要求。客戶可以根據自己的需求靈活選擇所需的功能。如果所需功能不可用，通常可以基于模塊化方法經濟高效地實現它們。

基于 Cortex-A7 的模塊化平臺（網關、數據記錄器、HMI）

尤其是在 CPU 制造領域，近年來制定了新的標準。對于LS1012A CPU，降低功耗、節省成本和提高計算性能非常重要。這是通過單個 64 位 Cortex A53 內核以及 PCIe、千兆以太網和 USB3.0 等高速接口實現的。基于此，開發了一種 SBC，可在低時鐘頻率和低功耗下保證可觀的數據吞吐量。因此，可以很好地滿足許多需求。

基于 Layerscape LS1012A 的模塊化平臺（數據記錄器、網關、路由器）

絕對亮點是基于 LS1028A 開發的系統。該平臺僅提供 6.3” x 3.9” 4 端口 Gbit TSN 交換機、2x Gbit 以太網、USB 3.0、2x PCIe、m.2 SATA、2x CAN，以及支持 GPU 的嵌入式顯示端口。

這些功能允許平臺用于具有實時要求的項目。

基于Layerscape LS1028A的模塊化平臺（數據記錄器、網關、TSN路由器）

對于所有三個系統，TQ 提供了一個外殼概念，SBC 和平臺也可以用作被動冷卻的 BoxPC。此外，還提供模塊化無線解決方案，例如 WiFi、LoRaWan、Sigfox，甚至手機連接。

通常需要連接到傳感器的網關和數據記錄器來組織大量數據。為了保證較小 CPU 架構的性能并保持低功耗，建議使用 SQL 數據庫。數據庫應用程序僅從大量可用數據中提供所需的信息。這將要傳輸的數據量降至最低。數據庫還可用于涵蓋機器、系統和設備聯網以及安全關鍵信息傳輸的充分安全概念。

在數字化過程中，可以觀察到快速發展。為了使現有的工業設備和系統與網絡兼容，需要可改造的節能和成本效益解決方案。尤其是在嵌入式解決方案領域，面向該領域的 Arm ?架構及其生態系統為許多領域和細分市場的解決方案提供了一個可靠、強大且長期可用的平臺。

審核編輯：郭婷