IoT 게이트웨이 아키텍처:빌드 대.

구매

처음부터 IoT 애플리케이션을 생성하는 경우 게이트웨이를 직접 구축할지 사전 구축된 시스템을 구매할지 결정해야 합니다.

많은 경우 누군가가 처음부터 자체 게이트웨이를 설계하는 유일한 이유는 (a) 기성 게이트웨이를 구매할 때보다 더 낮은 가격대에 도달할 수 있다고 생각하기 때문입니다. 또는 (b) 기성 게이트웨이에서 사용할 수 없는 기능을 포함합니다. 그러나 어떤 경로를 선택해야 하는지 결정하려면 IoT 게이트웨이의 4가지 주요 구성 요소를 생각하고 자신의 게이트웨이를 만드는 것이 얼마나 어려운지 고려해야 합니다.

인쇄 회로 기판(PCB)

게이트웨이용 회로 기판을 배치하는 것은 스도쿠 퍼즐을 푸는 것과 매우 유사합니다. 이는 매우 복잡합니다. 회로 기판을 사용하면 하드웨어 설계자가 회로도 설계를 생성한 후 트레이스를 메모리로 라우팅하는 데 집중하지만 이는 쉬운 일이 아닙니다.

이유는 다음과 같습니다. Intel 또는 ARM 칩과 같은 프로세서에는 일반적으로 외부 RAM이 있습니다. RAM은 매우 빠른 속도로 작동하기 때문에 RAM으로 연결되는 구리 트레이스의 길이는 동일해야 합니다. 길이가 일치하지 않으면 클록 에지가 제대로 정렬되지 않습니다. 이는 트레이스가 차동 쌍을 형성하기 때문에 큰 문제입니다. IoT 게이트웨이 아키텍처를 구축 및 설계하려는 경우 이에 대비하고 당면한 작업을 완전히 이해해야 합니다. 메모리 라우팅은 다른 유형의 회로 기판을 라우팅하는 것보다 훨씬 어렵습니다.

또한 프로덕션에서 디스크나 플래시를 로드하는 방법도 고려해야 합니다. 게이트웨이에 통합할 수 있는 별도의 플래시 카드를 가질 예정입니까, 아니면 USB를 통해 프로그래밍할 예정입니까?

이 모든 것이 어렵게 들린다면 꽤 쉽게 구성할 수 있는 기성품 또는 모듈식 게이트웨이가 많이 있다는 점을 명심하십시오. (Option의 CloudGate가 이에 대한 좋은 예입니다.)

인클로저

게이트웨이의 경우 사람들이 인식하는 것보다 더 큰 문제가 되는 경우가 많습니다. 이를 처리할 수 있는 방법은 두 가지뿐입니다. 자신에게 적합한 기성품 인클로저를 찾은 다음 거기에 맞게 회로 기판을 설계하거나 회로 기판을 설계한 다음 주변 케이스를 설계할 수 있습니다.

다음은 결정을 내릴 때 염두에 두어야 할 몇 가지 고려 사항입니다.

많은 대기업은 그렇지 않습니다 독특한 모양의 라우터를 판매하려는 것이 아니라면 결국 자신만의 케이스를 디자인하게 될 것입니다.

운영 체제

Linux에서 애플리케이션 소프트웨어를 실행하는 방법을 고려해야 합니다. (OpenWRT와 Debian은 둘 다 게이트웨이 장치로 널리 사용됩니다.) 자체 설계를 수행하는 경우 프로세서에 Linux를 로드하는 문제가 아닙니다. 모든 주변 장치를 제어할 수 있도록 자신의 커널을 빌드해야 하는 경우가 많습니다. 커널은 운영 체제를 프로세서의 핀에 매핑하는 것이며 Linux용 맞춤형 커널 개발은 매우 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 듭니다. 이것은 많은 사람들이 게이트웨이 설계를 시작할 때 고려하지 않는 것입니다.

자체 Linux 커널을 구축하지 않아도 되는 한 가지 방법은 하이브리드 모델을 만드는 것입니다. 이미 라우팅, 메모리, 운영 체제 및 주변 장치를 처리한 단일 보드 임베디드 컴퓨터 모듈을 구입합니다. (Digi는 시스템 온 모듈 솔루션을 만드는 회사의 한 예입니다.)

주변기기

자체 게이트웨이를 구축할 계획이라면 코어 프로세서, 메모리 또는 디스크의 일부가 아닌 실제 애플리케이션 소프트웨어도 고려해야 합니다.

예를 들어 라디오를 가져 가라. 선택한 네트워크에서 실행되도록 라디오를 설계해야 하며 종종 게이트웨이에는 여러 라디오가 있습니다. (저희 게이트웨이에는 Symphony Link와 셀룰러 또는 Symphony Link와 WiFi가 있습니다.) 자체 게이트웨이를 설계하는 경우 모든 모듈에 대한 FCC 인증과 함께 배치된 이미터 인증을 받아야 합니다. 두 개의 기성 FCC 인증 모듈을 구입하여 동일한 시스템에 넣고 FCC 인증을 이월할 수는 없습니다. 실제로 상호변조 때문에 두 개를 함께 재인증해야 합니다.

또한 Linux 커널을 설계했다면 시스템의 주변 장치를 지원해야 합니다. 커널이 올바르게 구성되지 않은 경우 WiFi 드라이버의 일부를 입력/출력 핀에 연결했을 수 있습니다. (기성 솔루션을 구입하는 경우 커널은 모든 핀을 건드리는 것을 지원하고 보드에 연결된 모든 것이 원활하게 작동하도록 할 것입니다.)

요약

문제의 사실은 다음과 같습니다. 게이트웨이 개발로 결승선에 도달하는 것은 매우 비용이 많이 들고 매우 시간이 많이 걸리며 상당히 위험할 수 있습니다. 예를 들어 커널 개발에는 1주일이 걸릴 수도 있고 6주가 걸릴 수도 있으며 일반적으로 얼마나 걸릴지 모릅니다.

최상의 시나리오와 최악의 시나리오에 대한 총 개발 비용을 일반적인 "구매 대 구축" 계산으로 모델링하는 것이 좋습니다. 이를 단위당 가격으로 계산하면 기성품 게이트웨이가 현재로서는 가장 비용 효율적이고 시간 효율적인 방법이라는 것을 알게 될 것입니다.