从COM、SMARC到OSM:嵌入式计算模块演进之路
嵌入式开发者从未拥有如此繁多的高性能、低功耗计算模块可选。丰富的产品选型,让工程师无需定制硬件、无需承担大量底层器件自研成本,就能灵活匹配产品尺寸、成本与性能需求。模块市场快速发展,主要原因是厂商普遍采用开放行业标准,而非依靠封闭私有规格抢占市场。
开放式板卡平台与开源软件特性高度相似。
二者都能汇聚各行各业资深工程师的经验与评审优化,
工程师结合计算机设计经验,共同敲定开放平台规范中的机械结构、散热设计、信号完整性方案。而私有平台仅依靠单一厂商团队决策,即便厂商技术成熟,也无法拥有通用开放标准那样广泛的行业经验积累。
开放式平台还能帮助电子工程师规避器件停产过时等行业痛点。即便部分厂商停止支持某一规格,其他厂商仍可接续供应硬件。同时开放特性让硬件厂商公平竞争,比拼产品性能与性价比。

计算机模块(COM)架构兴起
面对市面上琳琅满目的计算机模块,初次选型很容易迷茫。但标准化成品硬件,让工程师可以轻松根据项目需求,灵活调整模块外形尺寸与接口配置。选型关键,就是匹配最贴合需求的模块规格。
计算机模块 COM 架构应用极为广泛,它兼具预制计算核心的便捷性,与定制载板的高度灵活性。
COM Express 标准由 PCI 工业计算机制造商集团(PICMG)推出,成为后续各类 COM 模块标准范本,让工程师可以围绕核心处理器便捷扩展外设接口。在 COM Express 问世时,单板计算机(SBC)占据市场主流,这类板卡集成处理器与标准接口,需额外插接扩展模块实现自定义外设功能。
COM Express 模块搭载主处理器,直接插接至载板使用。用户可选用成品载板或自主开发适配业务接口,再接入对应规格 COM Express 模块。后续产品升级更强性能、更高性价比模块时,无需重新设计机箱结构、改动接口布局。
COM Express 支持 PCIe 等核心总线,十分适配需要大容量存储、以太网、图形显示的嵌入式系统,也有大量设计采用无显示无头运行模式。

x86 与 Arm:处理器架构与性能分级
COM Express 源自工业 PC 设计,早期大多采用 x86 架构处理器。如今生态已不再局限于此,COM-HPC 等新型标准面向边缘服务器、AI 节点等高算力场景,模块搭载更多高速 PCIe 通道,带宽与扩展性大幅提升。
与此同时,COM 系列标准也全面适配 Arm 架构,给开发者更多处理器选择。由此形成覆盖多档位性能、功耗区间、软件生态的完整方案。同时更小尺寸专用规格不断涌现,COM 模块化方案持续向微型化演进。
匹配合适外形规格:尺寸、结构与接口限制
物理尺寸是嵌入式设计核心约束。部分项目板卡空间充足,部分产品仅手掌大小可用。空间充裕时选型简单,空间受限则必须选用小型载板,而紧凑设计往往会压缩功能扩展性。
外形规格直接决定易用性与接口灵活性,例如 USB-A 接口占用空间远大于 USB-C。接口布局同样关键,小型机箱通常需要接口沿板卡边缘排布。
机架式设备中,接口布置在载板前后边缘,能大幅简化安装与运维。产品开发前期就应规划尺寸、外形、接口位置。

面向物联网的超小型 COM 模块
2016 年发布的 SMARC 2.0 标准,在统一基础规范下提供多种尺寸规格,专门面向物联网及超小型嵌入式设备。
短款 SMARC 尺寸仅 82×50mm,略小于迷你型 COM Express(84×55mm),面积仅基础款 COM Express 的 40% 左右。
SMARC 厂商主打低功耗、低延迟实时性能 Arm 与 x86 处理器,模块接口包含以太网、USB、I2C 等外设总线,以及 4 通道 PCIe。
短款 SMARC 与迷你 COM Express 面积差距不大,而开放标准模块 OSM 体积更为小巧,完美适配物联网低功耗、高性能微型设备需求。
OSM 小型化核心在于取消插接连接器,改用 LGA 贴片封装,模块直接焊接在载板上。这种方式不便于现场更换升级,但抗震抗冲击性能大幅提升。
OSM 尺寸涵盖 30×15mm 矩形至 45×45mm 方形,即便最大规格,极致紧凑型场景下也优于 SMARC,成为小型低成本嵌入式计算机通用、前瞻型标准,可灵活适配各类外形终端产品。
按应用场景选择 COM 标准
目前多款架构均沿用 COM 模块化设计,彼此在算力、接口能力、总线带宽、外形尺寸上各有差异。因此模块选型永远贴合具体应用场景,理清各项取舍权衡,才能充分发挥模块化架构优势。
特里亚这类专业厂商,可协助评估项目需求,为产品匹配性能、扩展性、体积三者最优平衡的行业标准。
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