越來越大的上市時間壓力導致了功能齊全的微控制器的可用性，有時稱為片上系統 （SoC） 處理器。這些功能豐富的微控制器或 SoC 通過集成實現嵌入式設計所需的部分或在某些情況下的所有硬件來加速設計。然后，開發人員可以將他們的設計工作集中在應用程序級功能上。

然而，更高的集成度也會導致更高的處理器復雜性。根據微控制器的不同，開發人員很難針對特定應用快速評估它。為確保開發人員能夠評估其微控制器的預期功能，半導體制造商提供外圍板和基本開發板。

過去，半導體制造商通常為其開發板使用專有接口，這要求他們不僅要開發微控制器的基本開發板，還要開發外圍板。因此，這些專有接口通常會限制制造商支持新微控制器的速度。

隨著愛好者市場和各種嵌入式開發者社區的興起，半導體制造商現在可以將流行的標準接口（如 Arduino、Raspberry Pi 和 mbed）用于他們的開發板。這些標準接口使客戶能夠輕松地在一個開發板和另一個開發板之間切換，而不必擔心更換外圍板。它們還使嵌入式解決方案供應商能夠提供更廣泛的外圍板，這些外圍板可以與基于相同標準接口的不同開發板一起工作。

今天，開發人員可以使用這些基于標準的開發板對微控制器進行初步評估。然而，當需要對其設計進行原型設計時，客戶必須構建自己的硬件模塊，因為這些開發板的外形尺寸和成本通常會限制它們在原型設計環境中的使用。

為了確保開發人員能夠在原型平臺上評估他們的芯片，芯片制造商和其他嵌入式解決方案供應商已經開始提供基于標準接口的易于使用的低成本開發板。這使工程師不僅可以評估微控制器，還可以使用相同的開發板對他們的嵌入式設計進行原型制作。

這些開發板通常帶有通用面包板兼容接口，使工程師能夠將這些板設計到他們想要的原型平臺中。這些開發板不僅允許開發人員更輕松地對其設計進行原型制作，而且還使愛好者能夠創建他們的下一個項目，而不必擔心為他們的應用程序創建新平臺。

當今市場上有多種此類可用于原型制作的板。每個都提供一組獨特的功能，包括更小的外形尺寸、與面包板兼容的接口以及板載編程器和調試器（表 1）。

表 1：原型板比較。

Arduino Micro是由 Arduino 和 Adafruit 開發的開發板。這款微型開發板基于 ATmega32U4 微控制器，并采用與面包板兼容的外形尺寸，使其易于連接。它還公開了 20 個數字輸入/輸出 （I/O） 引腳，并具有內置 USB，可自行與 PC 通信。

Arduino Micro 帶有預編程的引導加載程序固件，使用戶無需連接外部編程器/調試器即可下載新固件。

Bluefruit LE是由 Adafruit 開發的原型板。該板具有通過串行外圍接口 （SPI） 與北歐藍牙低功耗無線電 （nRF51822） 連接的 ATmega32u4。這款與面包板兼容的開發板提供 20 多個通用 I/O （GPIO） 引腳用于應用程序開發。這些 GPIO 引腳支持 I2C、SPI、通用異步接收器/發送器 （UART） 和 6 個模擬輸入。

Bluefruit LE 預加載了引導加載程序項目，用戶無需外部編程器即可對其應用程序進行編程。Bluefruit LE 板還具有 iOS 和 Android 應用程序，可用于與 Nordic 藍牙低功耗模塊進行通信。

LilyPad （ lilypadarduino.org ） 是 Arduino 為可穿戴應用設計的獨特開發板。該板可以使用導電線縫在衣服上。該板基于 ATmega168 微控制器，共暴露 20 個 I/O（14 個數字 I/O 和 6 個模擬 I/O），可用于與各種數字或模擬傳感器接口。

與任何其他 Arduino 平臺類似，LilyPad Arduino 預編程了引導加載程序。用戶可以通過 Arduino 軟件下載新固件。

mbed LPC1768 開發板是基于 ARM Cortex-M3 處理器，具有豐富的外設，包括 USB、以太網、CAN 和串行協議。該開發板還采用與面包板兼容的外形尺寸，并提供 32 個 I/O。

mbed 平臺支持通過標準 CMSIS-DAP 或大容量存儲編程器模式對目標設備進行編程，用戶只需拖放二進制文件即可對設備進行編程。

mbed 是一個基于 Web 的平臺，允許用戶使用 C++ 編寫程序，提供對各種 mbed 庫的訪問。

PSoC 5LP 原型開發套件是賽普拉斯的低成本平臺，使用戶能夠使用 ARM Cortex-M3 PSoC 進行原型設計5LP 設備。PSoC 5LP 器件具有 24 位硬件數字濾波器塊 （DFB） 協處理器、基于 CPLD 的通用數字塊、高性能直接存儲器訪問 （DMA） 控制器、具有可編程功能的高精度 20 位模擬前端 （AFE）模擬模塊包括運算放大器、可編程增益放大器 （PGA）、濾波器、比較器、逐次逼近寄存器 （SAR） 和 Delta-Sigma 模數轉換器 （ADC） 以及 CapSense 電容式觸摸感應解決方案。

該原型設計套件采用與面包板兼容的外形尺寸，并為應用程序開發提供了所有 48 個 I/O。該板具有獨特的卡扣式板載編程器和調試器，基于另一個 PSoC 5LP 器件。該板載編程器和調試器可用于編程和調試目標 PSoC 5LP 器件，還支持串行通信協議。板載編程器和調試器可以引導加載以實現任何自定義應用程序。

Teensy 3.1是一個與面包板兼容的原型開發板，提供板載微控制器單元 （MCU） 的 24 個 I/O。它采用飛思卡爾 ARM Cortex-M4 MCU 器件，支持 256K 閃存和 12 位 DAC、雙 ADC 和 CAN 等外設。

該開發板預編程了 USB 引導加載程序，并支持通過 Arduino IDE 的附加組件 Teensyduino 進行應用程序開發。

更快、更便宜的開發

今天的硅制造商和嵌入式供應商提供低成本的面包板兼容開發板，使開發人員能夠使用相同的硬件評估和原型設計他們的設計。由于其中一些開發板的成本僅為 10 美元，因此決定是設計定制開發板還是使用現成的、與面包板兼容的現成開發板是毫無疑問的。能夠在開發工作區中提供多個可用于原型設計的板的便利性，使得設計下一個顛覆性電子產品變得更加容易。

作者：Pushek Madaan，Gagan Luthra，Pushek Madaan

審核編輯：郭婷