对于嵌入式系统的定制硬件而言，开发人员传统上主要有两种选择：从零开始设计定制的单板计算机 (SBC)，或者使用计算机模块 (COM) 作为设计基础。虽然两种方法各有优势，但也存在各自的不足。.

定制单板计算机 (SBC) 可以提供毫不妥协的解决方案，但其设计需要大量的工程投入。商用集成板 (COM) 提供简化的开发流程，但可能无法满足关键的设计标准。这些权衡取舍给那些上市时间、成本和耐用性都是优先考虑因素的应用带来了巨大的设计挑战。.

为了应对这一挑战，嵌入式技术标准化组织（SGET）推出了一项名为开放标准模块（OSM）的新规范。OSM 将开放计算模块概念的优势引入到系统级封装（SiP）形式中。.

本文阐述了 OSM 的基本原理，并重点介绍了其独特优势。文章展示了开发人员如何利用这一新标准，为工业自动化、交通运输和边缘计算等应用领域创建高性能、高性价比的定制嵌入式系统。.

OSM简介

“系统级封装”（SiP）是指将嵌入式系统所需的核心组件（例如处理器、内存、存储设备和通信硬件）集成到单个封装中。采用这种方法，OSM 为嵌入式系统提供了一套完整的、预先验证的解决方案，从而简化了设计流程，并大幅缩短了开发时间和成本。.

在许多方面，OSM 的外形尺寸与 COM Express 和 SMARC 等计算机模块解决方案类似。然而，OSM 具有更紧凑的外形尺寸和更坚固耐用的可焊接 BGA 封装。因此，OSM 模块更像是组件，而非板级解决方案。.

OSM 标准规定了四种尺寸，引脚排列向下兼容。下表概述了每种尺寸：

	方面	处理器类	引脚图
OSM 零号尺寸	30 x 15 毫米	微控制器类	120 个引脚：包括 I2C、SPI、UART 和 GPIO 等基本接口
OSM S码	30 x 30 毫米	从微控制器到低端应用处理器	230 针：增加了 USB、I2S、CAN、SDIO 等接口以及一个以太网端口
OSM 尺码 M	30 x 45 毫米	中端应用处理器	320 针：新增对 LVDS、CSI 和 DSI 接口的支持；多个以太网端口和 PCIe
OSM L码	45 x 45 毫米	中端应用处理器，包括 x86 和 Arm 架构处理器	662 针脚：增加了对 SATA、更多 PCIe 通道以及更多显示接口（例如 eDP 和 HDMI）的支持。

OSM L 型模块特别适用于对处理性能、连接性和灵活性要求极高的嵌入式应用。例如， OSM-IMX93 这是一款 L 型模块，以低功耗封装提供强大的 AI 和图形处理能力。它具有以下特点：

• 恩智浦^® i.MX 93 系列处理器，采用双核 Arm Cortex-A55 和单核 Arm Cortex-M33 架构，并集成 Arm Ethos™-U65 微型 NPU 神经网络处理器 (NPU)
• 最高可选配 2GB LPDDR4L 内存和 128GB eMMC 存储
• 集成显卡，带LVDS和DSI接口
• 双千兆以太网（其中一个支持TSN）、I²S、CAN和USB接口 

像这样的模块可以轻松应对高要求的任务，包括机器人、自动驾驶汽车、航空航天和国防系统、工业人机界面以及面向消费者的物联网设备。.

值得注意的是，开放源代码管理模块（OSM）的开放标准特性促进了广泛的生态系统发展。多家供应商提供兼容的模块，有助于降低供应链中断的风险，并确保更长的产品生命周期。.

此外，OSM模块可以支持任何符合其尺寸要求的处理器架构。开发人员可以使用来自瑞芯微、恩智浦、德州仪器、英特尔、联发科、高通等厂商的Arm、RISC-V和x86解决方案，从而在设计中拥有更大的选择余地和灵活性。.

定制SBC与OSM

如果设计灵活性是唯一考虑因素，那么定制单板计算机 (SBC) 几乎无可匹敌。然而，还有其他因素需要考虑。定制 SBC 的开发是一项重大的工程工作，尤其是在信号完整性和散热管理方面。软件开发也可能充满挑战，因为开发人员通常需要从零开始。.

此外，定制的单板计算机必须经过严格的认证测试，以确保其满足目标应用所需的可靠性和环境标准。这项测试可能耗时耗力，进一步延长开发周期并增加成本。.

相比之下，OSM 提供了一种精简且经济高效的方法。由于 OSM 提供预先验证的封装尺寸，因此可以减轻电路设计中最具挑战性的环节。此外，由于开发人员拥有一个标准化的起点，软件设计也得到了简化。.

OSM 在灵活性和可扩展性方面也具有诸多优势。标准化的引脚排列和接口规范使开发人员能够轻松地在不同的 OSM 供应商之间切换，或随着技术的进步升级到更新的模块，而无需对载板设计进行重大更改。这种模块化设计方法更具前瞻性，并有助于保护对定制硬件的初始投资。.

OSM 与 COMs

与 OSM 类似，COM 也提供预先验证的标准化计算模块。因此，COM 和 OSM 模块具有相似的优势。然而，传统的 COM 并不适用于某些嵌入式应用。.

对于COM模块而言，可靠性和耐用性尤为重要，因为它们通过连接器连接到载板上，而连接器本身就是一个潜在的故障点。OSM模块在这方面比COM模块具有显著优势，这得益于其可焊接的BGA封装。由于无需在模块和载板之间使用连接器，OSM模块具有更优异的抗振动和抗机械应力性能。.

COM模块对于某些应用来说尺寸过大——而OSM模块则解决了这个问题。例如，COM Express模块的最小尺寸为55 x 84毫米，而OSM模块的最大尺寸仅为45 x 45毫米。换句话说，小型COM模块通常只有信用卡大小，而OSM模块的尺寸则更接近邮票大小。.

OSM 紧凑且可焊接的设计使其更适合自动化组装。事实上，OSM 可以采用卷带包装或托盘包装交付，完全无需人工放置。这种针对生产优化的设计使 OSM 比传统的基于 COM 的系统具有更高的成本效益，尤其适用于大批量应用。.

OSM 的另一个优势在于其跨架构支持。虽然 COM 标准通常围绕单一处理器架构设计，但 OSM 与架构无关。尽管 OSM 主要面向低性能应用，但它可接受高达 42.5 W 的输入功率，这使其能够支持 x86 平台和其他高端处理器。.

为您的嵌入式系统设计增添价值

即使 OSM 提供了诸多优势，设计和开发定制嵌入式系统仍然是一个复杂且耗时的过程。通过与像 ADLINK 这样经验丰富的 OSM 解决方案提供商合作，您可以简化开发流程，缩短产品上市时间，并专注于您的核心竞争力以及特定应用需求。.

一种方法是采用基于 OSM 规范的预制板级解决方案。这种方法可以降低初始开发成本，加快产品上市速度，同时保留未来产品采用定制 OSM 设计的选项。.

当您需要定制设计时，ADLINK 的载板设计服务可以帮助您打造可扩展的解决方案，在优化性能的同时，最大限度地降低开发成本。此外，与 ADLINK 合作，您还能获得制造支持、软件/固件集成服务以及其他诸多配套服务。.

最后，凌华科技提供完整的产品组合，满足各种应用需求。这包括全系列的Q7、SMARC和其他COM模块、现成的单板计算机(SBC)以及各种预集成的物联网和边缘计算解决方案。我们致力于技术路线图，并能够为各种应用需求提供强大的解决方案，这使我们成为嵌入式硬件解决方案开发商值得信赖的合作伙伴。.

结论

在为嵌入式系统选择定制硬件时，开发人员如今拥有比以往任何时候都多的选择——而且每种选择都有其独特的优势。OSM 具有诸多优势，例如 SIP 封装、坚固耐用的可焊接设计、紧凑的尺寸以及与贴片机的兼容性，所有这些优势使其成为各种应用场景的理想之选。.

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