Architecture de passerelle IoT :Build Vs. Acheter

Si vous créez une application IoT à partir de zéro, vous devrez (à un moment donné) déterminer si vous allez construire vous-même votre passerelle ou acheter un système pré-construit.

Dans de nombreux cas, la seule raison pour laquelle quelqu'un concevrait sa propre passerelle à partir de zéro est parce qu'il pense pouvoir soit (a) atteindre un prix inférieur à celui s'il achetait une passerelle standard, ou (b) inclure des fonctionnalités qui ne sont pas disponibles dans les passerelles standard. Mais afin de déterminer l'itinéraire à suivre, vous devrez réfléchir aux quatre principaux composants d'une passerelle IoT et considérer à quel point la création de votre propre passerelle peut devenir difficile.

Carte de circuit imprimé (PCB)

Disposer des circuits imprimés pour les passerelles ressemble beaucoup à un puzzle de Sudoku, c'est extrêmement complexe. Avec les circuits imprimés, une fois que les concepteurs de matériel ont créé la conception schématique, ils se concentrent sur le routage des traces vers la mémoire, mais ce n'est pas une chose facile à faire.

Voici pourquoi :votre processeur (une puce Intel ou ARM) dispose généralement d'une RAM externe. Étant donné que la RAM fonctionne à une vitesse aussi élevée, la longueur des traces de cuivre qui s'exécutent vers la RAM doit être la même. S'il y a une différence de longueur, les bords de l'horloge ne s'aligneront pas correctement, ce qui est un gros problème car les traces forment une paire différentielle. Si vous êtes déterminé à créer et à concevoir votre architecture de passerelle IoT, vous devez vous y préparer et comprendre parfaitement la tâche à accomplir ; le routage de la mémoire est bien plus difficile que le routage d'autres types de circuits imprimés.

Vous devrez également tenir compte de la manière dont le disque ou le flash sera chargé en production. Allez-vous avoir une carte flash séparée qui peut être intégrée dans la passerelle, ou allez-vous la programmer via une clé USB ?

Si tout cela vous semble intimidant, gardez à l'esprit qu'il existe de nombreuses passerelles standard ou modulaires que vous pouvez configurer assez facilement. (CloudGate d'Option en est un excellent exemple.)

Boîtier

Le cas d'une passerelle finit souvent par être une affaire plus importante que les gens ne le reconnaissent. Il n'y a que deux façons de gérer cela :vous pouvez trouver un boîtier standard qui fonctionne pour vous, puis concevoir votre carte de circuit imprimé pour qu'elle s'y adapte, ou vous pouvez concevoir votre carte de circuit imprimé et ensuite concevoir le boîtier qui l'entoure.

Voici quelques considérations à garder à l'esprit lorsque vous prenez votre décision :

• Concevoir votre propre boîtier peut facilement coûter 100 000 $ (ou sensiblement plus), pour la conception, l'outillage, la fabrication, etc.
• Certaines passerelles doivent être dans des boîtiers métalliques en raison de problèmes d'émission radio involontaire. (Ceci est particulièrement strict lorsque vous utilisez le cellulaire pour connecter votre appareil IoT.)
• L'élimination de la chaleur de la passerelle peut être un problème particulièrement délicat pour certains systèmes plus performants. (Vous êtes-vous déjà assis avec votre ordinateur portable sur vos genoux en regardant un film ou en jouant à un jeu ?)
• Même si vous achetez une passerelle standard, vous devrez tenir compte des coûts de personnalisation, des délais de livraison, des quantités minimales de commande, etc. Il y a presque toujours quelques niveau de personnalisation pour chaque passerelle.

Notez que de nombreuses grandes entreprises ne le font pas finissent par concevoir leur propre boîtier, sauf s'ils essaient de vendre un routeur avec un look unique.

Système d'exploitation

Vous devrez réfléchir à la manière dont vous allez exécuter votre logiciel d'application sur Linux. (OpenWRT et Debian sont tous deux populaires pour les périphériques de passerelle.) Si vous faites votre propre conception, il ne s'agit pas seulement de charger Linux sur votre processeur; vous devez souvent construire votre propre noyau pour pouvoir contrôler tous les périphériques. Le noyau est ce qui mappe le système d'exploitation aux broches du processeur, et le développement de noyau personnalisé pour Linux peut être très chronophage et coûteux. C'est quelque chose que beaucoup de gens ne prennent pas en compte lorsqu'ils commencent à concevoir des passerelles.

Une façon d'éviter d'avoir à construire votre propre noyau Linux est de créer un modèle hybride; vous achetez un module informatique embarqué monocarte qui a déjà géré le routage, la mémoire, le système d'exploitation et les périphériques. (Digi est un exemple d'entreprise qui fabrique des solutions système sur module.)

Périphériques

Si vous envisagez de créer votre propre passerelle, vous devrez également prendre en compte le logiciel d'application réel qui ne fait pas partie du processeur principal, de la mémoire ou du disque.

Prenez les radios, par exemple. Vous devrez concevoir votre radio pour qu'elle fonctionne sur le réseau de votre choix - et souvent, les passerelles ont plusieurs radios. (Nos passerelles ont Symphony Link et cellulaire, ou Symphony Link et WiFi.) Si vous concevez votre propre passerelle, vous devrez obtenir la certification FCC pour chaque module, ainsi que des certifications d'émetteur colocalisé. Gardez à l'esprit que vous ne pouvez pas acheter deux modules certifiés FCC prêts à l'emploi, les mettre dans le même système et reporter la certification FCC. Vous devez en fait re-certifier les deux ensemble à cause de l'intermodulation.

De plus, si vous avez conçu un noyau Linux, il doit prendre en charge les périphériques de votre système. Si le noyau n'est pas configuré correctement, vous connectez peut-être une partie du pilote WiFi à la broche d'entrée/sortie. (Si vous achetez une solution standard, le noyau prendra probablement en charge le toucher de toutes les broches et fera en sorte que tout ce qui est connecté à la carte fonctionne de manière transparente.)

En résumé

Le fait est le suivant :atteindre la ligne d'arrivée avec le développement de passerelles est très coûteux et très cela prend du temps et cela peut être assez risqué. Le développement du noyau, par exemple, peut prendre une ou six semaines, et vous ne savez généralement pas combien de temps il faut.

Nous vous suggérons de modéliser le coût total de développement pour le meilleur et le pire des cas dans vos calculs typiques « achat contre construction ». Lorsque vous calculez cela en fonction de votre prix unitaire, vous vous rendez peut-être compte qu'une passerelle standard sera la méthode la plus rentable et la plus rapide pour le moment.