模块、开发套件和定制PCB：您应该使用哪一种？

已创建：August 23, 2022
已更新：July 1, 2024

回到2018年的美好时光，当时大家都在应对电容短缺而不是半导体短缺时，开发套件在市场营销和概念验证中扮演了角色，而不是系统设计。当关键组件可用时，购买几个开发套件来构建和测试嵌入式应用是很常见的。它们也非常适合用于实验你需要的功能，以及学习如何使用新组件。

现在，随着所有供应链的问题和开发板库存过剩，我看到越来越多的项目中设计师正在利用开发套件或像系统模块（SoM）这样的模块。他们会从开发套件或SoM开始，围绕它构建一个基板/扩展板，以提供额外的功能。其中一些项目是原型设计工作，为概念验证提供了一条低风险的路径，而其他项目则是将以高产量生产的成熟产品。

那么，哪条路径最适合你的新产品呢？我们将分析利弊。

为什么围绕模块或开发套件构建？

模块和开发套件是可以立即在新系统中部署或作为电子组装中的独立部件的完整板。半导体供应商提供这些板和套件，供设计师用作应用开发工具、概念验证和可以运行整个系统的现成产品。从历史上看，这些都是市场营销工具，对于半导体供应商来说一直是亏损的领头羊，因为它们是低产量生产的。这个想法是为了给设计师提供一个产品，帮助他们在大量购买零件之前验证新应用。

一个相关的方法是使用预制的板模块或系统模块（SoMs）。这些板是由第三方开发的，因此你可能不会收到与购买开发套件时相同水平的开发支持。然而，这种方法比适应开发套件更受欢迎，因为许多受欢迎产品都有社区支持。一些在生产中使用最流行的选项包括Arduino板和Raspberry Pi，尽管其他非常受欢迎的板，如ESP32和ESP8266 NodeMCU，也正在进入生产级产品。

模块选择通常由板上的主要组件（通常是MCU或FPGA）以及这将如何与最终产品中的任何其他外设一起使用来驱动。在使用这些模块时，通常有两种可能的方法：要么单独使用模块而不添加任何外设，要么构建一个自定义基板，为一些外设提供连接。后者是一条受欢迎的路线，因为它让你有灵活性围绕一个经过验证的平台构建一些定制的东西，同时降低总体成本。

模块的优点和缺点

经过验证的产品 - 除了一些第三方产品或开源设计外，这些产品已经被设计师验证，而且流行的模块通常会有大量的设计资源可用。
访问外设 - 开发套件和模块通常提供对主处理器上的每个外设和引脚的访问。其想法是允许设计师尝试不同的连接或外部模块。
EMC合规性 - 由于这些产品是大批量生产的，并且可以自由购买，它们需要通过EMC合规性测试。
访问设计文件 - 一些开发产品将会有设计文件可用，可以直接从开发产品中适应到新设计中。同样的想法适用于开源设计。

总的来说，这些因素降低了设计师和应用开发者的风险。相反，有一些理由去开发一个完全定制的板：

无法控制外形尺寸 - 当你购买一个模块时，你看到的就是你得到的。你被板的外形尺寸所限制，你将不得不围绕它构建一切。
难以适应到一个组装体中 - 这是从前一点衍生出来的；构建一个满足最终产品用户体验要求或理想外形尺寸的完整组装体可能会很困难。
未使用的I/O或外设 - 模块将提供对主控制器上每个外设的访问，用于实验目的。这实际上可能是不好的，它推动了开发板的大小/成本。
供应链 - 如果你计划在一个持续的时期内大量生产，直接从供应商那里找到一些开发套件可能会很困难。Arduinos和Raspberry Pis通常供应充足，但开发套件可能不会以同样的数量可用。

有一个难以解决的方面是成本。如果你比较开发板成本（通常每块板子不到100美元，除了大型FPGA产品）和定制板成本，你会发现定制板需要以非常高的量产来与现成模块竞争。在选择模块或开发套件之前，仔细考虑这些开发要点、你的风险承受能力和预算。

如何找到开发套件、模块和部件

并非所有部件都会有开发套件，但开发套件的选择通常由特定部件的功能驱动。如果你找不到开发套件，但希望更快地完成设计，一种选择是使用有参考设计可用的组件。有时，公开可用的参考设计材料与开发套件相匹配，因此你的产品所需的大部分工程已经完成。

从一个经过彻底开发的开源设计开始，也是加速开发的一种方法。一些模块（最值得注意的是Arduino及其克隆变体）以开源设计的形式提供，可以被复制和修改，或者可以与定制的底板一起使用。如果你选择任何一种方式，请考虑模块将如何安装到底板上。选项包括用于带有梯形焊盘的模块的SMD焊接、引脚头（通常在MCU板上找到），以及提供电源和高速数据的夹层或其他板对板连接器。

因为开发板可能具有不便的外形尺寸、暴露的不需要的I/O，或者它们缺乏与外设的兼容连接，定制板仍然是构建新产品的最受欢迎的选项。对于像Arduino这样更受欢迎的模块，一些公司将销售特定应用的底板，这就将采购所需数量模块的负担转嫁给了客户。在这两种情况下，你都需要为定制底板或处理器板找到一些这样的部件：

在这些定制系统中可能需要许多其他组件，这些组件在单板模块或开发套件上找不到。为了帮助你找到所需的部件，请使用Octopart中的高级搜索和过滤功能。当你使用Octopart的电子元件搜索引擎时，你将能够访问最新的分销商定价数据、部件库存和部件规格，而且所有这些都在一个用户友好的界面中免费提供。查看我们的集成电路页面以找到你需要的组件。

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