物聯(lián)網(wǎng)正在釋放數(shù)量驚人的連接設(shè)備，其中許多是傳感器系統(tǒng)，旨在感知周圍的世界并與之交互。我們周圍的世界是模擬的，模擬傳感器通常用于為微控制器提供傳感機制。模擬電路通常又大又笨重，并且會顯著增加設(shè)備的成本。使用運行數(shù)字信號處理 (DSP) 軟件的現(xiàn)代微控制器，嵌入式開發(fā)人員可以將許多模擬電路轉(zhuǎn)換為等效軟件。用 DSP 軟件替換模擬組件有五個好處。

　　好處 1 – 降低 BOM 成本

　　將模擬電路轉(zhuǎn)換為軟件的第一個也是最明顯的好處是材料成本 (BOM) 降低。原因是現(xiàn)在每塊板上需要購買的組件更少了。在許多情況下，材料的減少是針對電阻器和電容器等組件。表面貼裝組件可能很便宜，因此重要的是要權(quán)衡產(chǎn)品生命周期內(nèi)的總成本節(jié)省，以確定它是否值得。這可以通過將每塊電路板的成本降低，乘以每年的產(chǎn)量，然后乘以產(chǎn)品的生產(chǎn)年數(shù)來實現(xiàn)。

　　好處 2 – 提高設(shè)計靈活性

　　在使用模擬電路和濾波器時，必須不斷調(diào)整電路以獲得最佳性能的情況并不少見。輕微的電路板重新旋轉(zhuǎn)可能會導(dǎo)致電路板出現(xiàn)新的電氣特性，從而突然改變寄生電容或電感，從而導(dǎo)致模擬電路失諧。然后，嵌入式開發(fā)團隊需要去修改模擬電路，以便它們再次按預(yù)期工作。將模擬電路轉(zhuǎn)換為DSP算法不僅消除了這種風(fēng)險，而且還增加了根據(jù)軟件需要調(diào)整和調(diào)整行為的靈活性。

　　好處 3 – 減小產(chǎn)品尺寸

　　降低BOM成本有一個附帶好處，它還允許開發(fā)人員減小其產(chǎn)品的尺寸。更少的模擬組件(有時可能很笨重)意味著可以減小電路板尺寸。減小產(chǎn)品尺寸對制造有許多與成本相關(guān)的好處，例如：

　　節(jié)省每個產(chǎn)品的裸板成本

　　每個面板制造更多設(shè)備

　　在產(chǎn)品生命周期內(nèi)減少塑料和外殼材料的開支

　　這些都是經(jīng)常被忽視的好處。

　　好處 4 – 縮短設(shè)計周期時間

　　將模擬電路轉(zhuǎn)換為軟件有助于縮短設(shè)計周期。這是真的有幾個原因。首先，有相當(dāng)多的工具可供軟件設(shè)計人員模擬和生成替代模擬電路所需的DSP算法。這通常比通過電路仿真和基準測試調(diào)整電路所需的時間要快得多。其次，如果需要進行更改，嵌入式開發(fā)人員可以在軟件中進行，這可以在幾分鐘內(nèi)完成，而不必重新旋轉(zhuǎn)電路板或進行硬件修改。

　　好處 5 – 現(xiàn)場適應(yīng)性

　　在某些產(chǎn)品中，永遠不知道最終用戶在現(xiàn)場會遇到什么情況。使用DSP算法允許團隊甚至最終用戶進行即時調(diào)整以適應(yīng)現(xiàn)場條件，而無需進行大量硬件修改?，F(xiàn)場適應(yīng)性甚至可以通過消除需要構(gòu)建以滿足各種客戶需求的sku數(shù)量來簡化供應(yīng)鏈和制造過程。

　　結(jié)論

　　正如我們在這篇文章中所看到的，用數(shù)字信號處理算法代替模擬電路有很多好處。嵌入式開發(fā)團隊學(xué)習(xí)如何評估他們是否應(yīng)該使用模擬電路或DSP軟件非常重要。該決定可能需要仔細權(quán)衡收益和收益成本，以確保它們超過軟件的額外成本和復(fù)雜性。如果秤向DSP軟件傾斜，那么更換模擬組件就很有意義。