PCB-Neuigkeiten - PCB-Entwicklung: Kleine Hardware wird dominieren

Leiterplatte Entwicklungssituation: Kleine Hardware wird dominieren

Die Anzahl und Arten von Mikrocontroller-Boards und Einplatinencomputern sind in den letzten Jahren enorm gewachsen. So wie das Aufkommen von billigen Heimcomputern Anfang der 1980er Jahre eine Explosion von Typen und Wahlmöglichkeiten brachte, zeigt auch die Anzahl der Mikrocontroller-Boards auf dem heutigen Markt, dass PCBA-Hersteller eine Vielzahl von Funktionen und Größen hergestellt haben. versuchen.

Die Zeiten sind jedoch jetzt anders, und der Trend, der das Wachstum von Mikrocontrollern antreibt, führt den Markt in eine andere Richtung als in der Vergangenheit. In den 1980er Jahren waren diese neuen Heimcomputer nicht nur leuchtende Bildschirme, sondern Zauberkästen mit vielen Funktionen. Computer, Smartphones und Tablets gelten heute als Kommunikationsmittel. Jetzt ist ein Mikrocontroller, sogar ein "echter" Computer, nur ein Baustein ohne Netzwerkverbindung.

Überprüfung

Der aktuelle Markt für Mikrocontroller-Platinen begann mit Development Boards, im Grunde, weil PCBA-Hersteller Neue Chips auf den Markt bringen, bevor diese Erweiterungsplatten eingeführt werden. Diese Boards ermöglichen es professionellen Ingenieuren, Tests durchzuführen, bevor sie Tausende von Chips bestellen, die in das Produkt gelegt werden.

Für Amateurspieler sind diese Entwicklungsboards für Profis konzipiert, und die Preise sind in der Regel zu hoch, um praktisch zu sein. Hauptsächlich kann man sagen, dass diese mittlerweile hoch angesehenen PIC-Mikrocontroller die Basis elektronischer Geräte in der Herstellerbewegung sind, und sie werden in Form von Chips anstatt Leiterplatten eingeführt.

Verschiedene PIC-Mikrocontroller.

In unserer heutigen Ära können Mikrocontroller einfach auf Leiterplatten montiert werden. Dies ist ein Phänomen, das vom Arduino eingeschaltet wird. Dieses "kleine blaue Brett" hat die Art und Weise verändert, wie wir elektronische Produkte herstellen, nicht nur für Amateurspieler, sondern auch für Profis. Teure Development Boards ohne ausführliche Dokumentation sind im professionellen Markt einfach zu bedienenden und kostengünstigeren Microcontroller Boards gewichen. Dies ist eine gute Sache für alle, auch Profis, und dank Maker.

Voraussicht

Vernetzte Smart Devices, das sogenannte Internet of Things (IoT), sind immer beliebter geworden und haben auch das Gesicht des Mikrocontroller-Boards verändert.

Die aktuelle Generation von Leiterplatten hat bereits Radios, und einige haben sogar viele Sätze von Radios. Vor der Entwicklung des IoT spielten Mikrocontroller in der Vergangenheit die Rolle von Computern und galten als Werkzeuge zur Automatisierung oder Steuerung. Und jetzt sind sie Kommunikationsinstrumente geworden.

Der Unterschied ist, dass sie fast miteinander kommunizieren anstatt mit uns zu kommunizieren.

Die Funkantenne auf dem Adafruit Feather Board.

Leg es auf, wenn du willst.

Der Markt für Mikrocontroller-Boards befindet sich im Wandel, und mit der Art und Weise, wie Computer verwendet werden, ändert sich auch die Produktion von Hardware. Daher werden PCBA-Hersteller in Panik geraten, weil sie nicht ganz sicher sind, wofür das Produkt verwendet wird, und dann werden sie "einfach ein weiteres drahtloses Gerät hinzufügen".

Der Trend der letzten zwei Jahre hat zur Entstehung dieser Leiterplatte geführt, die ich "alles" nenne, die darauf abzielt, alle Bedürfnisse aller Benutzer zu erfüllen. Das ist bei Kickstarter besonders offensichtlich, da Fundraiser versuchen, ihre Leiterplatten von Wettbewerbern abzuheben.

Schließlich muss der Mikrocontroller verwendet werden, um Dinge zu steuern, was bedeutet, dass er keinen einzigen Zweck hat. Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine einzige Leiterplatte mit allen Funktionen und allen drahtlosen Geräten verwendet werden sollte, um die gesamte Arbeit zu erledigen, die der Mikrocontroller leisten kann. "All you have"-Boards sind in der Regel mit mehreren Sets drahtloser Geräte und mehr CPU und RAM ausgestattet als die meisten Embedded-Geräte. Und diese Art von Hardware ist teuer. Ein solches "Supreme Magic Board" wird niemals ein geeignetes Board für den Einsatz sein. Genau wie die UNIX-Befehlszeile sollten wir versuchen, exquisite und einfache Hardware-Tools zu entwickeln, anstatt eine solche riesige Umarmung.

Größenprobleme

Das Ende der frühen Heimcomputer-Ära führte auch zu einem Rückgang der Computergröße und Spezifikationsvielfalt. Auch Mikrocontroller durchlaufen den gleichen Prozess, und für Single-Board-Computer gilt das bis zu einem gewissen Grad.

Die Leute sollten versuchen, anspruchsvolle, reine Hardware-Tools herzustellen, keine riesigen Arme.

Die "klassische" Arduino-Konfiguration, einschließlich der nervigen unregelmäßigen Abstände zwischen dem siebten und achten Pins, ist selbstverständlich zur Standard- oder sogar Standardspezifikation geworden. Neben Nachahmungen bringt die Arduino Community auch verschiedene Erweiterungsboards und andere Hardware entsprechend ihrer Konfiguration mit. Mit anderen Worten, auch wenn sich das Board im Betrieb vom Arduino unterscheidet, wird es im Aussehen immer noch ähnlich sein.

Der Abstand zwischen den Pins 7 und 8 auf verschiedenen Arduino Größen.

Die Designs anderer PCBA-Hersteller sind nach und nach standardisiert worden. Zum Beispiel hat Adafruits Feather-Entwicklungsboard-Serie Standardkonfigurationen, und es gibt bereits Imitationen und konkurrierende Marken, die begonnen haben, zu kopieren.

In kleineren Märkten gibt es auch eine Welle von Leiterplattenherstellern, die damit beginnen, integrierte Module auf Einzelplatinen zu produzieren. Das zahnförmige Modul, das oft auf anderen Leiterplatten installiert wird, ist zum Hauptkanal für die Verwendung kleiner Aufputzkomponenten geworden und ist ohne Werkzeug oder Technologie in die breite Gemeinschaft eingetreten, sodass sie es direkt verwenden können. Dieses Phänomen ist besonders offensichtlich nach dem Aufkommen von ESP8266, und es macht auch die Form von ESP-12 zum Mainstream. Konkurrenten wie RTL8710 beginnen nun auch, ähnliche Konfigurationen zu übernehmen, und einige haben sogar kompatible Pins.

Ebenso wird die Konfiguration von Raspberry Pi oft nachgeahmt und mehrere neue Entwicklungsboards werden sogar komplett kopiert. Einer davon ist Tinker von Asus, der schnell den Grundstein für kostengünstige Mediacenter legte. Der beliebte Raspberry Pi Zero hat kürzlich auch eine drahtlose Version auf den Markt gebracht, die es viel einfacher zu bedienen macht und andere zum Nachahmen anzieht. Eine umfassende Größenordnung von Einplatinencomputern haben wir jedoch noch nicht beobachtet. Genau wie der Pin-Header von Arduino ist der Pin-Header von Raspberry Pi natürlich zum Standard geworden, was für den SBC-Markt ausreicht.

Billig genug, um als Wegwerfrechentechnologie angesehen zu werden

Mehrzweck-Mikrocontroller-Boards mit WLAN an Bord sind jetzt für weniger als zwei Dollar erhältlich, und ein Single-Board-Computer kann für etwas mehr gekauft werden. Selbst für diejenigen von uns, die mit Moores Gesetz aufgewachsen sind, ist dies schwer vorstellbar, und in dieser Ära, in der wir eingetreten sind, ist Computertechnologie nicht nur billig, sondern fast kostenlos.

Ein Raspberry Pi Zero, ESP8266 und CHIP.

Dies hat die Art und Weise verändert, wie Menschen Mikrocontroller verwenden. ESP8266 ist ein Gewinner geworden, und in vielerlei Hinsicht ist es beliebt bei PCBA-Herstellern, die keine Meinung auf dem Markt haben, und die "hat alles"-Platine ist beliebt und bewegt sich in Richtung einer IoT-Lösung.

Manchmal ist "genau richtig" das Beste.

Der Erfolg von ESP8266 kommt auch von seiner schnell wachsenden Community. Das Zusammentreffen dieser Community liegt nicht an den Funktionen der Leiterplatte (es gibt andere kleine drahtlose Entwicklungsplatinen), sondern an einer Eigenschaft, die andere Leiterplatten nicht haben: Preis. Damit wird ESP8266 neben Arduino und Raspberry Pi zur "dritten Community" im Bereich der Maker-Elektronikkomponenten. Obwohl ein Teil des Erfolgs von der Kompatibilität von ESP8266 und Arduino stammt, ist die Lua-Entwicklungsumgebung, die von der ESP8266-Community erstellt wurde, tatsächlich häufiger, was zeigt, dass der Preis tatsächlich die treibende Kraft für die Community ist, Produkte zu wählen. Es scheint, dass es manchmal einfach "genau richtig" sein muss.

FPGA kommt heraus

Field Programmable Gate Array (FPGA) unterscheidet sich sehr vom Mikrocontroller. Auf dem Mikrocontroller können Sie die Software steuern, also den Programmcode, der auf dem Chip gespeichert ist. Aber auf FPGA beginnt es mit einem leeren Blatt Papier. Sie müssen die Schaltung entwerfen. Bevor es entworfen wird, wird kein Prozessor Ihre Software ausführen.

Was die meisten Leute und die meisten Maker tun wollen, ist Probleme zu lösen. Für eine bestimmte Gruppe von Menschen, die Spezifikationen der Leiterplatte sind sehr wichtig, Aber diese Leute machen eine sehr kleine Zahl aus. Was einige PCBA manufacturers nicht erkennen, oder sogar immer wieder Fehler machen, Die meisten Menschen brauchen keine Leistung über ihre Anforderungen hinaus. Sie würden lieber weniger zahlen, um geeignete Werkzeuge zu kaufen, als mehr Geld auszugeben, um zusätzliche Leistung zu erhalten. Alles in allem, Die meisten Leute brauchen nicht die leistungsstarke "Supreme Magic Board" Entwicklungsversion, es sei denn, sie wollen es benutzen, um die Welt zu erobern.