十字路口：Arduino硬件兼容性

ID:59284 · 发表于 2014-3-4 02:33

在设计自己的SDAX平台时，再次面临一个问题：是否兼容Arduino硬件？说实在的，这不是一个纯粹的技术问题。而是一个商业、技术的混合问题。

Arduino来自于WIRING，都是开源工程，但是WIRING却没有前者流行。这和Arduino的硬件兼容性带来的Shield的流行有关。由于Arduino坚持了其奇怪的引脚定义，并在后续的各个版本中保持了兼容。才使得Shield可以流行起来。

但是为何Arduino会采用这个布局，据设计者说这和PCB的价格优惠限制有关。而我在设计KL25Z的电路图时，也面临同样的问题。

技术原因

由于5x5cm的PCB样板最便宜。所以我设计的PCB是3.8x4.8cm。当时使用了QFP80的MKL25Z128VLK4。经过一周的细心设计，已经投入样品生产。

设计SDAX的时候，采用了QFP64的MK20DX128VLH5。按理在同样面积上应该可以完成设计。可是，却比QFP80要困难许多。主要的技术原因有：

将定位孔放大后，向PCB中心推，造成四个角落的可布局面积减少。
采用了Mini USB，而非Micro USB插座。
没有放弃外部LDO的设计。
每组电源附件放置1uF/0.1uF两个退耦电容。
将过孔1.27mm排线改成SMT的1.27mm，占用面积较大。

如果上述几点改变策略：如没有定位孔，采用Micro USB，使用内部LDO，放置一个退耦电容，换成过孔排阵等。我相信可以勉强塞在PCB面积中。

但是，如果采用标准Arduino PCB，那么以上根本不是问题。虽然样品生产已经不再是主要问题。但是批量生产的时候Arduino PCB会带来1倍的采购成本。

商业问题

在考虑技术问题的时候，商业问题也出现了。这里的商业不仅仅是成本，而是整体商业策略。

由于FSL推出的FRDM已经保留了Arduino的兼容性，这不能够成为卖点。而改变引脚定义以区别于FRDM，这也是我当时除了成本因素之外，选择3.8x4.8的商业原因。

Arduino兼容很明显可以保留Shield扩展能力。但是，FSL的FRDM已经完成了这件事。所以，简单的引脚兼容在商业似乎没有特别吸引力。

所以新设计的硬件必须与FRDM有所不同。这一点，FRDM本身也做到了与Arduino的区别，它增加了LED，加速度仪，温度计，光敏三极管。同时保留了Shield扩展。

总结

条目	Arduino兼容	私有规格	Winner
扩展	第三方硬件扩展多	较少，需单独设计	Arduino
市场规模	应用潜在市场大	私有规格单板利润大	Arduino
利润率	较低	较高	私有规格
PCB成本	面积大，成本高	面积小，成本低	私有规格
市场推广	成本低	成本高，需要培育市场	Arduino
产品差异化	小	大	私有规格

所以可以得出以下几点结论：

Mini/Micro/Pico版本，很少会提及硬件兼容性。大部分情况下都是配合跳线和面包板（2.54mm脚距）来制作的。
不是Mini/Micro/Pico规格的话，需要硬件扩展的情况下，制作Arduino兼容PCB可以很好地满足市场需求。
产品差异化通过不同的板载资源与其他类似产品进行区别。
软件兼容性必须通过WIRING API实现。

最后，重新布了一块Mini板，和我之前的LPC812MiniKit（GPIO+电源）兼容。而大一点儿的板子，初步决定和Arduino引脚兼容。

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