了解嵌入式无线调制解调器开发的风险

然而，消费者世界也分享无线技术，典型嵌入式系统的开发过程（生产量为数千而非数百万）则稍有不同。为了设计低嵌入式设备的无线连接功能，开发团队通常采用以下两种方法之一：

•   调制解调器解决方案：在基板上放置 PTCRB 和网络认证调制解调器。在这种情况下，唯一的额外设计工作就是通过串行总线或 USB 连接。Multi-Tech Systems 为嵌入式应用程序的此类调制解调器的最知名供货商。

•   模块解决方案：在系统中设计相应射频模块，从而添加提供所需功能的组件，例如，控制、电源、总线接口、天线、电路保护等。此类模块的常用供货商为 Telit、Sierra Wireless、ublox 或 Gemalto

  这代表开发团队拥有“自制或外购”决策权。在系统中设计无线模块后，与调制解调器解决方案相比，开发团队开发每个典型启用蜂窝网络产品的物料清单 (BOM) 成本大约降低 10 至 30 美元。

  但是，此低 BOM 成本必须与无线模块的内部开发成本与获得必要监管和运营商批准的成本相均衡。对于蜂窝系统，批准流程可能比较蛮长、昂贵且不确定。另外，著名供货商的调制解调器解决方案将获得多运营商的网络供货商批准。

  对于模块解决方案，必须注意设计和批准成本为预付成本，即在产品进入市场前。收支平衡点（即模块的较高初期开发成本由模块的低 BOM 成本所抵消时的数量）的计算非常简单。这些模块开发成本不仅包括电路设计和原型设计成本，还包括获得网络供货商批准和监管认证的需求。这是常见情况，收支平衡点大概在 6,000 – 7,000 个模块附近。

  “自制或外购”决策基本为经营而非技术判断。在多标准环境中运行时，根据自己模块设计的解决方案与放置调制解调器的解决方案的性能稍有不同。但是，工程技术人员可以帮助事业部作出知情决策，这些决策考虑设计、竞争性、市场营销和供应链风险并可以令图 1 中的简单收支平衡点计算生效或作废。

  企业很容易根据“已知信息”作出决策；BOM 和开发成本，它们可以极准确地预测出。相反，上述风险及其导致的潜在成本难以准确算出。

  然而，开发团队可以一定范围内准确估计，在此范围内，成本将基于可以指定概率的假设。这样，可以提供计算成本和优势的较可靠方法，而非整体忽略难以估计的成本。在使用此较可靠方法时，开发团队可以发现，调制解调器解决方案的实际收支平衡点距离 7,000 个模块很远。

  内部无线调制解调器开发的风险

  待考虑的第一种潜在成本就是不敢提及的风险：设计风险。嵌入式设计工程师可能不想知道它，但是，这仍然是一种风险，因为内部团队无法第一时间完成正确设计。由于系统中其他部件的干扰都可以采用难以预测或诊断的方式影响射频模块或天线的性能，射频设计尤其容易出错。经验丰富且能力强大的射频设计团队不太可能被难倒。但是，在第一时间新增连接性或者使用无线通信代替有线通信的嵌入式项目中，实现蜂窝或局域网无线连接的难度应该不容小觑。

  待考虑的第二种风险就是竞争性任务。事业部应该询问以下问题：新入职者要求任何给定市场领域具有多少利润？比我们早进入市场的竞争者面临何种风险？

  Multi-Tech 根据客户投入估计选择自制而非购买的潜在影响：最终产品延迟九个月进入市场。每个生产商将自己预测开发时间，但是，尤其在蜂窝应用程序中，批准过程对项目时间的影响已经确定且完全超出生产商的控制。

  另一种危险的影响也受到客户行为的影响：生产商需要面临开发产品版本或原产品的升级版本的风险。例如，原产品应该比较成功，市场可能要求使用原产品作为平台来开发各版本。它们可能为低成本版本、功能减少的“精简”版本或功能增加的高级版本。

  这些版本可能也需要另一无线功能或另一调制解调器。如果原产品使用模块，任何新版本可能需要项目团队放弃原始设计以及创建版本所用的工具，因为任何备用无线芯片组可能需要不同外设电路。

  模块化设计的第四种风险与上一风险相关：一旦放弃模块的无线芯片组，生产商就需要重新设计，这时，该怎么办？根据消费者市场行情，蜂窝和 Wi-Fi 芯片组生产商定期废弃它们的设备并使用新改进版本替换它们。在经历企业并购时，无线芯片生产商也需要废弃设备。产品使用寿命更长、需要重新估计风险且仅拥有供应链导致的重构成本的嵌入式产品生产商。

  最终，志在向全球销售产品的任何生产商将遇到混乱且费时的批准流程。射频产品的认证由在当地或某些地区计划和管控，而非在全球范围内。某些国家要求每年更新认证。如果认证过期，产品需要停止销售，直至认证得到更新。在给定型号的使用寿命中，规定也可以发生变化；相应认证无法始终无法授予现有产品。嵌入式调制解调器生产商配备不断监控全球认证方法并维持其所有产品的批准的专家团队。对于使用模块的生产商，其需要充分管理和采用技术手段。

  如何预测和管理影响

  上述风险均难以估计数量和成本的性质所决定。但是，可以合理估计反映个性化环境的成本。各家客户均拥有技能较高或较低的射频设计人员、较快或较慢的竞争优势、较多或较少的最终用户要求以及较长或较短的产品使用寿命。这样，各用户能够估计各种风险的发生概率以及成本。因此，如果模块设计发生故障的概率为 50%，故障设计的成本为 100,000 美元，制作模块解决方案的成本预计值可能增加 50,000 美元，这远远超出预期成本。

  调制解调器解决方案大幅降低面临认证和批准风险的概率。只需在机板上放置调制解调器，最终产品的开发时间即可大幅缩短。Multi-Tech SocketModem 产品（如图 3）也可能减轻市场营销和供应链风险。各 SocketModem 产品采用多种通信技术，包括 2G 和 3G、GSM 和 CDMA、蓝牙和 GPS 追踪，所有技术均共用同一万能插座引脚（在适用时）以及 Multi-Tech 的通用 IP® IP 堆栈进行永久/自动连接。

  这意味着，设计人员可以在机板上随意换入和换出不同技术，无需重新设计或加工硬件，无需在应用程序软件级写入新 IP 协议和完成极少量更改。Multi-Tech SocketModem 经过运营商和监管机构的批准并且支持较长的嵌入式生命周期来降低重新设计成本和时间。

  由于 SocketModem 或类似调制解调器能够消除内部设计所固有的正常任务，风险评估和量化任务比较有价值。正如上述分析一样，“自制或外购”收支平衡点不仅仅由 BOM 和产品设计成本所决定。