對於嵌入式系統的客製化硬體而言，開發人員傳統上主要有兩種選擇：從零開始設計客製化的單板電腦 (SBC)，或使用電腦模組 (COM) 作為設計基礎。雖然兩種方法各有優勢，但也存在著各自的不足。.

客製化單板計算機 (SBC) 可以提供毫不妥協的解決方案，但其設計需要大量的工程投入。商用整合板 (COM) 提供簡化的開發流程，但可能無法滿足關鍵的設計標準。這些權衡取捨給那些上市時間、成本和耐用性都是優先考慮因素的應用帶來了巨大的設計挑戰。.

為了因應這項挑戰，嵌入式技術標準化組織（SGET）推出了一項名為開放標準模組（OSM）的新規範。 OSM 將開放計算模組概念的優勢引入系統級封裝（SiP）形式中。.

本文闡述了 OSM 的基本原理，並重點介紹了其獨特優勢。文章展示了開發人員如何利用這項新標準，為工業自動化、交通運輸和邊緣運算等應用領域創建高性能、高性價比的客製化嵌入式系統。.

OSM簡介

“「系統級封裝」（SiP）是指將嵌入式系統所需的核心元件（例如處理器、記憶體、儲存裝置和通訊硬體）整合到單一封裝中。採用這種方法，OSM 為嵌入式系統提供了一套完整的、預先驗證的解決方案，從而簡化了設計流程，並大幅縮短了開發時間和成本。.

在許多方面，OSM 的外形尺寸與 COM Express 和 SMARC 等電腦模組解決方案類似。然而，OSM 具有更緊湊的外形尺寸和更堅固耐用的可焊接 BGA 封裝。因此，OSM 模組更像是元件，而非板級解決方案。.

OSM 標準規定了四種尺寸，引腳排列向下相容。下表概述了每種尺寸：

	方面	處理器類	引腳圖
OSM 零號尺寸	30 x 15 毫米	微控制器類	120 個引腳：包括 I2C、SPI、UART 和 GPIO 等基本接口
OSM S碼	30 x 30 毫米	從微控制器到低階應用處理器	230 針：增加了 USB、I2S、CAN、SDIO 等介面以及一個乙太網路連接埠
OSM 尺寸 M	30 x 45 毫米	中階應用處理器	320 針：新增對 LVDS、CSI 和 DSI 介面的支援；多個乙太網路連接埠和 PCIe
OSM L碼	45 x 45 毫米	中階應用處理器，包括 x86 和 Arm 架構處理器	662 針腳：增加了對 SATA、更多 PCIe 通道以及更多顯示介面（例如 eDP 和 HDMI）的支援。

OSM L 型模組特別適用於對處理效能、連接性和靈活性要求極高的嵌入式應用。例如， OSM-IMX93 這是一款 L 型模組，以低功耗封裝提供強大的 AI 和圖形處理能力。它具有以下特點：

• 恩智浦^® i.MX 93 系列處理器，採用雙核心 Arm Cortex-A55 和單核心 Arm Cortex-M33 架構，並整合 Arm Ethos™-U65 微型 NPU 神經網路處理器 (NPU)
• 最高可選配 2GB LPDDR4L 內存和 128GB eMMC 存儲
• 整合式顯示卡，附LVDS和DSI接口
• 雙千兆乙太網路（其中一個支援TSN）、I²S、CAN和USB接口 

像這樣的模組可以輕鬆應對高要求的任務，包括機器人、自動駕駛汽車、航空航天和國防系統、工業人機介面以及面向消費者的物聯網設備。.

值得注意的是，開放原始碼管理模組（OSM）的開放標準特性促進了廣泛的生態系統發展。多家供應商提供相容的模組，有助於降低供應鏈中斷的風險，並確保更長的產品生命週期。.

此外，OSM模組可以支援任何符合其尺寸要求的處理器架構。開發人員可以使用瑞芯微、恩智浦、德州儀器、英特爾、聯發科、高通等廠商的Arm、RISC-V和x86解決方案，在設計上擁有更大的選擇空間和靈活性。.

客製化SBC與OSM

如果設計靈活性是唯一考慮因素，那麼客製化單板計算機 (SBC) 幾乎無可匹敵。然而，還有其他因素需要考慮。客製化 SBC 的開發是一項重大的工程工作，尤其是在訊號完整性和散熱管理方面。軟體開發也可能充滿挑戰，因為開發人員通常需要從零開始。.

此外，客製化的單板計算機必須經過嚴格的認證測試，以確保其符合目標應用所需的可靠性和環境標準。這項測試可能耗時耗力，進一步延長開發週期並增加成本。.

相比之下，OSM 提供了一種精簡且經濟高效的方法。由於 OSM 提供預先驗證的封裝尺寸，因此可以減輕電路設計中最具挑戰性的環節。此外，由於開發人員擁有一個標準化的起點，軟體設計也得到了簡化。.

OSM 在靈活性和可擴展性方面也具有許多優勢。標準化的引腳排列和介面規格使開發人員能夠輕鬆地在不同的 OSM 供應商之間切換，或隨著技術的進步升級到更新的模組，而無需對載板設計進行重大更改。這種模組化設計方法更具前瞻性，並有助於保護對客製化硬體的初始投資。.

OSM 與 COMs

與 OSM 類似，COM 也提供預先驗證的標準化計算模組。因此，COM 和 OSM 模組具有相似的優勢。然而，傳統的 COM 並不適用於某些嵌入式應用。.

對於COM模組而言，可靠性和耐用性尤其重要，因為它們透過連接器連接到載板上，而連接器本身就是一個潛在的故障點。 OSM模組在這方面比COM模組具有顯著優勢，這得益於其可焊接的BGA封裝。由於無需在模組和載板之間使用連接器，OSM模組具有更優異的抗振動和抗機械應力性能。.

COM模組對於某些應用來說尺寸過大——而OSM模組則解決了這個問題。例如，COM Express模組的最小尺寸為55 x 84毫米，而OSM模組的最大尺寸僅為45 x 45毫米。換句話說，小型COM模組通常只有信用卡大小，而OSM模組的尺寸則更接近郵票大小。.

OSM 緊湊且可焊接的設計使其更適合自動化組裝。事實上，OSM 可以採用捲帶包裝或託盤包裝交付，完全無需人工放置。這種針對生產最佳化的設計使 OSM 比傳統的基於 COM 的系統具有更高的成本效益，尤其適用於大量應用。.

OSM 的另一個優勢在於其跨架構支援。雖然 COM 標準通常圍繞著單一處理器架構設計，但 OSM 與架構無關。儘管 OSM 主要面向低效能應用，但它可接受高達 42.5 W 的輸入功率，這使其能夠支援 x86 平台和其他高階處理器。.

為您的嵌入式系統設計增添價值

即使 OSM 提供了許多優勢，設計和開發客製化嵌入式系統仍然是一個複雜且耗時的過程。透過與像 ADLINK 這樣經驗豐富的 OSM 解決方案供應商合作，您可以簡化開發流程，縮短產品上市時間，並專注於您的核心競爭力以及特定應用需求。.

一種方法是採用基於 OSM 規範的預製板級解決方案。這種方法可以降低初始開發成本，加快產品上市速度，同時保留未來產品採用客製化 OSM 設計的選項。.

當您需要客製化設計時，ADLINK 的載板設計服務可以幫助您打造可擴展的解決方案，在優化效能的同時，最大限度地降低開發成本。此外，與 ADLINK 合作，您還能獲得製造支援、軟體/韌體整合服務以及其他許多配套服務。.

最後，凌華科技提供完整的產品組合，滿足各種應用需求。這包括全系列的Q7、SMARC和其他COM模組、現成的單板電腦(SBC)以及各種預先整合的物聯網和邊緣運算解決方案。我們致力於技術路線圖，並能夠為各種應用需求提供強大的解決方案，這使我們成為嵌入式硬體解決方案開發人員值得信賴的合作夥伴。.

結論

在為嵌入式系統選擇客製化硬體時，開發人員如今擁有比以往任何時候都多的選擇——而且每種選擇都有其獨特的優勢。 OSM 具有許多優勢，例如 SIP 封裝、堅固耐用的可焊接設計、緊湊的尺寸以及與貼片機的兼容性，所有這些優勢使其成為各種應用場景的理想之選。.

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