评估物联网设备约束
关键的外卖
物联网设计中的功耗及其与可移植性的相互作用。
影响物联网系统性能的其他因素。
如何通过简单的三分支方法评估物联网。
随着物联网的发展，设计师必须认识到物联网设备的限制，以优化他们的设计。
也许现代世界最令人沮丧的经历之一是，把一个电子设备带回家，却花了几个小时试图把它接入现有的网络，结果毫无结果。不幸的是，许多设备的纯粹功能意味着在设计中存在许多可能的故障点。当然，我们都想要最新最好的产品和性能，所以在很多方面这是一个不可避免的第22条军规。
把这个想法更进一步，物联网设备约束需要在系统集成之前进行适当的考虑。团队可以选择强调或优先考虑的变量太多了，这样做可以从物联网系统中挤出最佳性能。
影响物联网设备限制的因素很多
在大多数物联网应用中，设计中最大的限制是电力消耗。传感器需要不断监测系统状态并更新网络，而设备可能分布在一个广泛的区域，而持续供电的机会有限。机载电源面临着平衡可移植性与电源总容量的挑战，并且在设备之间供电的网络事务需要非常接近。相反，网络的分布可能使设备可以访问常规电源，但距离较远，从而增加网络上设备之间的响应时间。
塑造物联网网络还有许多其他因素需要考虑，就像电路板设计一样，在性能方面没有免费的午餐。对网络的一些主要影响包括:
- 网络- - - - - -需要在传输之前建立连接，由于后者的长度通常很短，这意味着与数据的实际内容相比，在设置上花费的能量相当大。标准TCP拥塞控制和缓冲也同样效率低下;不过公平地说，这些并不是TCP独有的问题，针对物联网特定需求的解决方案已经开发出来了。
- 交通拥堵,故障保险需要到位，以防止系统崩溃，特别是在路由大量信号的点。增加带宽的协议是一种选择，通常伴随着更高的相关功耗，但是系统也可以通过在高流量期间设计内置节流来防止网络拥塞。
- 硬件-主要的成本驱动因素是组件和劳动力，由于整个系统中可能存在大量物联网设备，设计人员希望确保每单位成本保持在最低水平。由于低功耗、大广播面积和低制造成本等几个关键方面，RFID可以成为物联网技术的成功实施。
- 互操作性,在多个不同的设备和协议之间导航成为一项挑战，特别是在试图优化数据发送/接收以实现每次传输的最低能源成本时。具体来说，物联网的重点是向机器对机器通信(M2M)的转变，它试图通过包括更高级别的控制抽象或定义电路的可操作元素来促进通信。
- 〇安全与隐私安全问题日益受到关注在物联网领域内:随着连通性继续攀升，数据泄露的可能性也在增加。设计人员不仅需要意识到系统如何防止无意访问网络，而且由于信息的价值超过了长期存储成本，收集到的用户数据的长期存储也越来越多地被无限期存储。为此，系统设计人员需要注意他们的数据存储策略(特别是敏感信息)如何为用户提供信心。
通过约束分析系统
考虑到大量的设计约束，设计师需要专注于一些关键指标，从而提供系统的清晰概括。虽然配置和架构可以以令人眼花缭乱的形式出现，但都可以在相同的基本级别上进行评估:
- 吞吐量,网络可以设置为连续连接或基于计时器或其他一些控制变量的离散事件。流入系统的数据越多(流入外围的数据也越多)，对带宽的需求就越大，至少在系统阻塞点是这样。根据体系结构的不同，这最终会影响到从系统的总范围到在现有移动网络基础设施上构建的能力。
- 效率- - - - - -睡眠时间会影响轮询率，并且在效率至上的情况下会被推到极端。这样一来，网络变得不那么灵活和响应迅速，但并不是每个物联网应用都需要高频更新。
- 延迟-对于传输来说，单次发送的数据量越大，由于必要的协议特性(如用于身份验证的三次握手等)，每次传输的“数据就越丰富”。一般来说，每次传输中可以合理容纳的数据越多，整个数据内容的延迟就越少。然而，系统的采样需求可能会覆盖这一点，这取决于物联网网络的确切使用情况。
结合物联网和PCB设计
一旦在设计中适当考虑到物联网设备的限制，就不需要阻碍电路的整体功能。事实上，通过在构建系统时了解不同物联网架构和协议的一些缺点，设计人员可以更好地利用物联网提供的积极因素，并适应优化网络性能。无论是速度、可靠性、网络的功率效率还是其他方面，系统设计师都可以选择调整系统，将其效率集中在对其特定功能最重要的领域。
同样，设备约束也延伸到了设计人员身上。小的产品尺寸意味着更少的电路板空间给设计师和直接挑战一些主要的电路板特性，如信号完整性和良好的散热。虽然物联网板设计的大多数方面都坚持基本的最佳实践，但必须平衡整体性能和效率意味着在某些点上进行一些战略权衡。
幸运的是，Cadence提供了PCB设计与分析软件意味着在不牺牲鲁棒性的情况下简化模拟的复杂性。类似地，设计师可以使用OrCAD PCB设计器作为其集成中心的一部分，帮助缩短周转时间，同时在进入生产之前最大限度地进行错误检查。
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