如何为您的下一个应用程序选择嵌入式系统

序和服务（包括云计算的出现）的持续扩展，以及消费者需要丰富的多媒体体验，今天许多嵌入式系统正在用于高度交互、高度连接、视觉模拟以及在许多情况高度移动的应用程序中。

数字标志应用程序是嵌入式系统日益普及的不错例子。服务于教育、零售和接待等广泛的市场需求，在任何地方都能发现它们的身影，包括学校、机场、大型购物中心和酒店等等。

数字标志系统的尺寸和功能集可能千差万别，但通常具有以下共性：

（1） 一个媒体播放器，能播放预先录制的或实时视频（通常为高清）、flash 动画、2D/3D 图形、text ticker、Microsoft® PowerPoint 文件、RSS feed、基于网络的最新内容和视频等等。

（2） 支持多种灵活的显示配置和各种显示接头类型，如 VGA、LVDS、DVI 和 HDMI 等等。

（3） 联网功能，包括 WiFi 和 LAN：许多设备单独操作，但大部分通常联网到一台管理内容和软件更新的集中服务器。

（4）用于媒体播放列表的本地存储的硬盘驱动器。

图1 典型嵌入式数字标志播放器的方框图

使用寿命规划和 TCO 密切相关，使用寿命规划流程和该流程中所作的决策直接影响 TCO。尽管使用寿命规划和TCO 计算本身就是巨大的主题（并且曾有广泛的著述），我们将在本文中使用一个简化的示例解释基本概念，以便在基于 PC 的解决方案和典型数字标志部署中的嵌入式系统解决方案之间对比 TCO。在使用寿命规划流程中考虑的一些主要因素：

（1） 要部署什么类型的系统？

（2）预计整套部署存在和得到支持的时间（即"使用寿命"）？

（3） 考虑每套系统可用和得到支持的时间？

（4）软件是否需要更新，频率如何？

（5） 部署的规模是否随着时间的推移更改？

（6） 每套系统的主要组件的预计故障率如何？

一旦完成使用寿命规划流程（或至少做出主要决策），即可考虑每个系统解决方案的预计 TCO。要计算 TCO，必须考虑以下各项：

（1）主要系统的采购成本

（2）要保持在库存中的附加系统的采购和储运成本

（3） 基于每套系统功耗的能源成本（根据使用型号确定）

（4） 支持费用，包括技术支持、维护、保险、更换和修理费用（注意由于引入了多种硬件和/或软件配置，这种情况可能变得非常复杂）

（5） 由于修理或更换故障系统造成的停机成本

下面是一个嵌入式应用程序部署的示例，包含 100 个数字标志系统组成的相对小规模网络。让我们对比使用基于标准商用 PC 解决方案和真正的嵌入式解决方案的解决方案，在操作前 5 年的部署和支持情况。

下面的表 1 显示我们在本例中使用的假设：

注 1：故障率假设基于为在典型的数字标志环境中进行可靠 24/7 操作设计的嵌入式厂商解决方案，而典型 PC 没有设计在这种相同的环境中 24/7 操作。典型数字标志环境通常包括封闭的机箱以阻止灰尘，并且安装在温度不受控制的区域。实际故障率可能存在差异。

注 2：单价只反映厂商硬件的典型成本，不包括显示屏、软件、网络带宽或内容授权费用。

注 3：根据美国能源部的指导原则，能源成本基于美国平均 0.01 美元/kwh 的商用能源成本。典型 PC 系统的功耗理论为 190w（150w 用于系统组件，另外40w 基于额定为 80% 效率的能源之星电源）。典型的基于 AMD 的嵌入式系统功耗理论为 66w（60w 用于系统组件，另外 6w 基于 90% 效率的典型DC/DC 电源）。

注 4：Aberdeen Group，远程产品服务的演进 – 2009 年 4 月。发现服务派遣的平均费用为 276 美元。

第 1 年年底，基于 PC 的系统由于故障将更换 10 台设备，而嵌入式系统将更换 5 台设备。

但到第 3 年年底，情况将明显改变。对于基于 PC 的系统，第 2 年和第三 3 年（10 次/年）的额外故障和原始平台在前 12 个月的不可用性总计要更换 30 套系统，并且目前必须在网络中支持 3 种独特的硬件/软件配置。相反，对于嵌入式系统，由于故障只需更换 15 套系统，并完全采用最初的硬件/软件配置。

到第 5 年年底，基于 PC 的部署现在只包含其原始系统的一半，并且要维护 5 种独特的配置，而嵌入式部署保持其原始系统的 75%，所有系统仍拥有相同的配置。

图3 商用 PC 和定制嵌入式解决方案之间的 5 年部署情况对比

下面的图 4 和图 5 介绍简化的成本对比，并示范嵌入式解决方案在 5 年时间内可提供的潜在成本节省：

图 4：100 套基于 PC 的数字标志系统和 100 套基于嵌入式系统的数字标志系统的网络之间的简化年成本对比。