Arquitectura de puerta de enlace de IoT:compilación vs. Comprar

Si está creando una aplicación de IoT desde cero, tendrá (en algún momento) que determinar si va a construir su puerta de enlace usted mismo o comprar un sistema prediseñado.

En muchos casos, la única razón por la que alguien diseñaría su propia puerta de enlace desde cero es porque cree que podrá (a) alcanzar un precio más bajo que si comprara una puerta de enlace estándar, o (b) incluir características que no están disponibles en pasarelas estándar. Pero para determinar qué ruta debe tomar, querrá pensar en los cuatro componentes principales de una puerta de enlace de IoT y considerar lo difícil que podría resultar crear su propia puerta de enlace.

Placa de circuito impreso (PCB)

Diseñar placas de circuito para puertas de enlace es muy parecido a hacer un Sudoku:es extremadamente complejo. Con las placas de circuito, una vez que los diseñadores de hardware crean el diseño esquemático, se enfocan en enrutar los rastros a la memoria, pero esto no es algo fácil de hacer.

Este es el motivo:su procesador, un chip Intel o ARM, generalmente tiene RAM externa. Debido a que la RAM funciona a una velocidad tan alta, la longitud de los trazos de cobre que se ejecutan en la RAM debe ser la misma. Si hay alguna discrepancia en la longitud, los bordes del reloj no se alinearán correctamente, lo cual es un gran problema ya que las trazas forman un par diferencial. Si está decidido a construir y diseñar su arquitectura de puerta de enlace de IoT, debe estar preparado para esto y comprender completamente la tarea en cuestión; enrutar la memoria es mucho más difícil que enrutar otros tipos de placas de circuito.

También tendrá que considerar cómo se cargará el disco o flash en producción. ¿Vas a tener una tarjeta flash independiente que se pueda integrar en la pasarela, o la vas a programar a través de un USB?

Si todo esto suena desalentador, tenga en cuenta que hay muchas puertas de enlace modulares o listas para usar que puede configurar con bastante facilidad. (CloudGate de Option es un gran ejemplo de esto).

Adjunto

El caso de una puerta de enlace a menudo termina siendo un problema mayor de lo que la gente reconoce. Solo hay dos formas en que puede manejar esto:puede encontrar un gabinete listo para usar que funcione para usted y luego diseñar su placa de circuito para que encaje en él, o puede diseñar su placa de circuito y luego diseñar la carcasa a su alrededor.

A continuación, se incluyen algunas consideraciones que debe tener en cuenta al tomar una decisión:

• Diseñar su propio gabinete puede quemar fácilmente $ 100,000 (o sustancialmente más) para diseño, herramientas, fabricación, etc.
• Algunas puertas de enlace deben estar en cajas de metal debido a problemas de emisión de radio no deseados. (Esto es particularmente estricto cuando usa un celular para conectar su dispositivo IoT).
• Eliminar el calor de la puerta de enlace puede ser un problema particularmente complicado para algunos sistemas de alto rendimiento. (¿Alguna vez se sentó con su computadora portátil en su regazo mientras veía una película o jugaba un juego?)
• Incluso si compra una puerta de enlace estándar, querrá considerar los costos de personalización, los plazos de entrega, las cantidades mínimas de pedido y más. Casi siempre hay algunos nivel de personalización para cada puerta de enlace.

Tenga en cuenta que muchas empresas grandes no terminan diseñando su propia carcasa a menos que estén tratando de vender un enrutador con un aspecto único.

Sistema operativo

Deberá considerar cómo ejecutará el software de su aplicación en Linux. (OpenWRT y Debian son populares para dispositivos de puerta de enlace). Si está haciendo su propio diseño, no es solo una cuestión de cargar Linux en su procesador; a menudo tienes que construir tu propio kernel para poder controlar todos los periféricos. El kernel es lo que asigna el sistema operativo a los pines del procesador, y el desarrollo de kernel personalizado para Linux puede ser muy consume mucho tiempo y es costoso. Esto es algo que muchas personas no consideran cuando comienzan a diseñar puertas de enlace.

Una forma de evitar tener que construir su propio kernel de Linux es hacer un modelo híbrido; Usted compra un módulo de computadora integrado de placa única que ya ha manejado el enrutamiento, la memoria, el sistema operativo y los periféricos. (Digi es un ejemplo de una empresa que fabrica soluciones de sistema en módulo).

Periféricos

Si planea construir su propia puerta de enlace, también deberá considerar el software de la aplicación real que no forma parte del procesador central, la memoria o el disco.

Tome las radios, por ejemplo. Deberá diseñar su radio para que funcione con la red que elija y, a menudo, las puertas de enlace tienen varias radios. (Nuestras puertas de enlace tienen Symphony Link y celular, o Symphony Link y WiFi). Si está diseñando su propia puerta de enlace, deberá obtener la certificación de la FCC para cada módulo, así como certificaciones de emisor de ubicación conjunta. Tenga en cuenta que no puede comprar dos módulos estándar certificados por la FCC, ponerlos en el mismo sistema y continuar con la certificación de la FCC. De hecho, debe volver a certificar los dos juntos debido a la intermodulación.

Además, si ha diseñado un kernel de Linux, debe admitir los periféricos de su sistema. Si el kernel no está configurado correctamente, es posible que esté conectando parte del controlador WiFi al pin de entrada / salida. (Si compra una solución lista para usar, el kernel probablemente admitirá tocar todos los pines y hará que todo lo conectado a la placa funcione sin problemas).

En resumen

La cuestión es la siguiente:llegar a la línea de meta con el desarrollo de la puerta de enlace es muy costoso y muy lleva mucho tiempo y puede ser bastante arriesgado. El desarrollo del kernel, por ejemplo, podría tardar una semana o seis semanas, y normalmente no se sabe cuánto tiempo tarda en hacerlo.

Le sugerimos que modele el costo total de desarrollo para el mejor y el peor de los casos en sus cálculos típicos de “comprar versus construir”. Cuando calcule eso adelante a su precio por unidad, puede darse cuenta de que una puerta de enlace lista para usar será el método más rentable y eficiente en el tiempo por ahora.