低批量手持设备设计：勇敢者的工作
<FONT color=#0000ff>低批量手持设备设计者比规模为其上千倍的许多产品的设计者面临的技术问题更多。当设备是专业化的，并且预期销量和收入均适中时，设计挑战甚至变得更加严峻。<BR></FONT> <FONT color=#0000cc><STRONG>要 点<BR></STRONG> 为专业化应用设计手持设备需要一些能轻松承担多项工作的工程师。<BR> 即使对于小批量制造的手持设备，FPGA也可以成为良好选择。其它好选择包括配备板上闪存RAM的低功耗微处理器和微控制器。<BR> 电源的选择宗旨是手持设备设计的重要部分。设计者需要想出电池应该在何处充电、如何包装它们等问题。<BR></FONT>
<HR id=null>
并非所有手持电子设备均为手机、PDA 甚至 DMM（数字万用表）。这类设备的制造数量从十万至数千万不等。许多面向库存控制、医学、环境监视、污染控制以及 21 世纪其它多种应用的手持设备要是能在其整个产品寿命期间获得数千件订单就很幸运了。另一方面，这些设备的客户往往愿意支付比包含无线功能的顶尖 PDA 的499 美元价格多得多的钱。<BR><BR> 从硬件、软件和机械角度看，设计专业化的低批量手持设备常常会明显不同于设计高批量的消费产品。本文探讨了工程师开展设计工作的方式差异和相似之处，还讨论了一些产品，它们使工程师能创造低批量手持设备，这些设备能为销售它们的公司产生利润。<BR><BR> 手持设备（不论销量如何）设计者必须始终牢记显示器、用户输入硬件（如触摸屏、按钮、键盘）、用户界面软件、处理元件（如微处理器、微控制器、FPGA）、电池和电源子系统（包括电池充电器和依靠交流电线路工作的电源）、模拟或混合信号元件、模制塑料零件等零部件之间的相互作用。他们还必须考虑元件的功耗和热灵敏度，以及可用性、电池寿命、元件成本、组装与测试成本、尺寸、重量和承受极端环境温度、湿度、冲击和振动的能力等问题（见附文《为 PDA 应用设计用户界面》）。由于产品生命周期非常短，因此高批量产品设计者工作在沉重的时间压力之下，但至少设计团队相当大，使团队成员能专注于各自的专业。<BR><BR> 低批量设备（年产量不超过一万件，并且在作为热销产品的三年期间，数量也许为三万件）开发者也许有更多时间来开展设计，但很少有人能轻松地从事很窄的专门技术领域。较低的批量意味着较低的收入，这意味着较小的产品团队，其中的每位成员都必须承担几项工作。如果您生性适合接受挑战，那么在一个小团队中处理一些与您的经验有限的问题，这会具有非常大的挑战性和乐趣。另一方面，对于那些无法应付困难局面，无法对不熟悉的问题临时准备出解决办法的人，这种体验就可能就是人间地狱。更糟糕的是，在工作中发现自己并非这块料的结果也许会令人非常不安。<BR>
<P></P>
<P> <STRONG>标准的 PDA 好用吗？<BR></STRONG><BR> 虽然多数手持设备开发项目都会带来中高程度的技术风险，但有一种低批量手持产品开发带来的风险却很低，这就是标准 PDA，它们捆绑了使自己能在较狭窄的合适市场中实现明确定义功能的应用软件。与这类产品的开发有关的最重要活动大概就是 PDA 的选择。选定的产品必须支持适当的软件开发环境；应用软件设计者必须能为该产品配备存储器等足够的硬件资源 ；PDA 制造商必须提供信用保证：目前型号的替代将不会使开发人员计划和该产品捆绑在一起的专用软件作废。<BR><BR> 如果这类产品必须适度承受比作为其基础的现货 PDA 更严重的滥用情况，那么专用版的厂商在供应该产品时也许会把它们装在护套里，它增强了产品自身的外壳固有的抗冲击和抗振动能力。数十家厂商为许多流行的 PDA 供应护套，标价通常约为 30 美元（参考文献 1）。略低于 100 美元的价格可以买到更坚固的外壳，即 Otterbox 1900，供应它的厂商声称 ：装在其产品中的 PDA 如果掉进泳池里，会浮在水面上，并且在被取回后还将照常起作用（图2）。Otterbox 提供多种附件，它们使装在这种外壳中的 PDA 能执行一些您通常不会和现货 PDA 关联起来的功能。这些附件包括一个有窗口的外壳（用于条形码扫描仪）、GPS 箱、防水箱（用于电线进出）。</P>
<P align=center><IMG height=332 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010235845614.jpg" width=200 border=0></P>
<P><BR> 与给标准 PDA 装护套或外壳相比，利用 Juniper Systems Allegro 等加固的手持计算平台，是一种更灵活（并且更昂贵）的方法（图 1）。用 Allegro 等现有平台作为设计的基础，可使您免于从零开始自己的新产品项目，但这种方法会把您从次要开发计划领域转到重要项目领域。而且，如果您需要一些无法从平台供应商或第三方获得的硬件能力，那么您可能不得不自己开发它们，甚至开发整个平台。对于总批量估算值不超过三万件的设备，这种方法可能代表了开发者承担的一项主要工作。</P>
<P align=center><IMG height=438 src="http://www.dzdqw.com/jishu/UploadFiles_9637/200610/20061010235845243.jpg" width=300 border=0></P>
<P><BR></P>
<P> <STRONG>FPGA：对某些产品很合适<BR></STRONG><BR> 对于那些并非以 PDA 或手持平台为基础的产品，正在出现更好的机会，使人们能围绕一块或多块 FPGA 来构建自己的设计，用 FPGA 来代替或补充一块标准的微处理器或微控制器。FPGA 供应商们表示：那些针对年制造数量为数千件的产品并且基于 FPGA 的设计具有经济意义。尽管这些公司很热情，但它们认识到：并非所有已启动的设计最终都会以进入生产阶段的产品而告终，有些投产的产品在市场上未能取得成功。对于 FPGA 公司而言，问题的实质在于让自己的 IC 被设计到足以大获成功的产品中，这样，即便存在与一些未能满足客户期望的计划相关联的支出，产生的利润依然很可观。而且，那些自身没有成功的项目仍能造就 FPGA 公司和客户之间的关系，这些关系会产生一些利润丰厚的后续项目。与手持设备业务一样，FPGA 业务不是为懦夫准备的，但这两种公司经常都会获得多个成功机会。<BR><BR> 如果说在电池供电的产品中使用 FPGA 这一想法与 IC 以高功耗代价达到高速度的名声不一致，那么您需要仔细研究 FPGA 制造商提供的最新产品和应用文献。你有一切理由怀疑是否许多手持系统应用都需要 FPGA 的速度。虽然在手持设备中使用 FPGA 似乎需要为您无法使用的速度付钱，但 FPGA 制造商坚持说：即使您忽视它们的高速度，FPGA 在手持设备中也经常很合算</P>
相关资讯
