SGET：世界領(lǐng)先的小尺寸規(guī)格（SFF）標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)

嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織（SGET）由研華科技（Advantech）、congatec、Data Modul、Kontron、MSC和SECO等創(chuàng)始成員于2012年成立。如今，該標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)已擴(kuò)大到50多個(gè)成員，并擁有世界領(lǐng)先的小尺寸規(guī)范，為嵌入式計(jì)算設(shè)計(jì)人員提供了巨大附加價(jià)值。

SGET的創(chuàng)建初衷是根據(jù)不斷變化的市場(chǎng)需求推進(jìn)嵌入式技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，并制定全球嵌入式計(jì)算規(guī)范。它的一個(gè)重要初始目標(biāo)是超越以x86為中心的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一ARM和x86應(yīng)用處理器的世界，而這是其他標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都不想承擔(dān)的巨大挑戰(zhàn)。然而，市場(chǎng)需要這樣的標(biāo)準(zhǔn)。畢竟，當(dāng)時(shí)低成本平板電腦處理器不斷出現(xiàn)，x86處理器正在低功耗領(lǐng)域失去其主導(dǎo)地位。如今，很明顯這是一條正確的道路，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1532423.html">ARM處理器的市場(chǎng)份額相比x86已經(jīng)大幅增長(zhǎng)，特別是在低功耗移動(dòng)應(yīng)用中。ARM目前在模塊領(lǐng)域擁有超過50%的市場(chǎng)份額i。事后來看，當(dāng)初為ARM和x86創(chuàng)建模塊化計(jì)算機(jī)（COM）標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)明智決定。

Qseven已成為信用卡大小COM的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者

由SGET負(fù)責(zé)的第一個(gè)獨(dú)立于具體制造商的模塊化計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)是Qseven規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)最初由congatec于2008年提出，并由Kontron等公司修改，并于2013年被轉(zhuǎn)交給Qseven聯(lián)盟，在Qseven聯(lián)盟解散后由SGET接管。Qseven模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的70 mm x 70 mm（Qseven）或40 mm x 70 mm（μQseven）外形尺寸，并通過高速M(fèi)XM連接器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化引腳分配。根據(jù)Global Market Insights 2021年的一項(xiàng)研究，Qseven標(biāo)準(zhǔn)取得巨大成功，占據(jù)了整個(gè)模塊行業(yè)35%以上市場(chǎng)份額ii。如果您相信Astute Analytica等分析機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)， Qseven的未來發(fā)展前景一片光明，將繼續(xù)以比其他外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)更快的速度增長(zhǎng)iii。另一方面，SGET預(yù)計(jì)新設(shè)計(jì)將轉(zhuǎn)向更小的外形尺寸，并預(yù)期未來的銷售將主要來自現(xiàn)有客戶。

SMARC縮小尺寸并增大密度

由SGET負(fù)責(zé)的第二個(gè)模塊化計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)SMARC也非常成功。SMARC模塊的尺寸為82?mm x 50?mm，比Qseven更為緊湊，但SMARC 的314引腳連接性比Qseve 的230引腳高出35%。這使得從事更復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開發(fā)人員對(duì)SMARC更有興趣，對(duì)他們來說，越來越小的占位面積與更高封裝密度的結(jié)合非常有吸引力，SMARC的唯一缺點(diǎn)可能是進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)間比Qseven晚得多。在舊標(biāo)準(zhǔn)仍然能夠提供足夠的功能時(shí)，新出現(xiàn)的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)往往需要度過一段較為艱難的時(shí)期。在之前已選的標(biāo)準(zhǔn)仍然奏效時(shí)，為什么要重新另起爐灶并投資于新的研發(fā)？因而開發(fā)人員會(huì)傾向于采用原來的外形尺寸。盡管如此，自2013年問世以來，SMARC已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)模塊化計(jì)算機(jī)市場(chǎng)15%以上的份額iv。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，鑒于SMARC更現(xiàn)代、更強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)，它將最終成為新設(shè)計(jì)的首選，但主流市場(chǎng)份額轉(zhuǎn)移到SMARC還需要一段時(shí)間。值得注意的是，Kontron在制定SMARC標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用，該標(biāo)準(zhǔn)也于2013年由SGET正式推出。

SGET標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)SFF行業(yè)

Qseven和SMARC這兩個(gè)SGET標(biāo)準(zhǔn)加起來已經(jīng)占模塊化計(jì)算機(jī)市場(chǎng)總量的50%以上。對(duì)于低功耗領(lǐng)域的小型模塊，它們的總市場(chǎng)份額可能接近95%，因?yàn)槲ㄒ黄渌杀鹊哪K化計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)（COM Express Mini）往往被其較大的同類產(chǎn)品所掩蓋。通過取得這樣大的成功，并在十年內(nèi)幾乎主導(dǎo)整個(gè)SFF COM市場(chǎng)，這見證了SGET正在憑借專注于小尺寸模塊和創(chuàng)建獨(dú)立于處理器架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)來追求正確的戰(zhàn)略，以便更好地滿足全球市場(chǎng)需求。

高性價(jià)比處理器需要經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)計(jì)

價(jià)格也可能對(duì)上述兩個(gè)SGET標(biāo)準(zhǔn)的成功做出了貢獻(xiàn)。兩者都沒有在模塊本身上使用昂貴的連接器，從而節(jié)省了材料和組裝成本。相反，這兩種模塊標(biāo)準(zhǔn)都采用經(jīng)濟(jì)高效的為筆記本電腦圖形卡批量生產(chǎn)的MXM邊緣連接器，Qseven采用MXM-2規(guī)范，而SMARC則采用MXM-3。對(duì)小尺寸、低功耗和更高封裝密度的關(guān)注也與電子行業(yè)中一貫的主流發(fā)展趨勢(shì)相吻合。憑借始終如一地支持這些趨勢(shì)的模塊標(biāo)準(zhǔn)，SGET一次又一次地為行業(yè)創(chuàng)造了新的價(jià)值。

市場(chǎng)成功吸引新成員

Qseven和SMARC的成功，以及SGET在嵌入式箱式PC（eNUC）和邊緣計(jì)算邏輯（UIC）等其他標(biāo)準(zhǔn)化方面的工作，吸引了許多新成員。該組織已從六個(gè)創(chuàng)始成員發(fā)展到網(wǎng)站上列出的50名正式活躍成員，非官方支持者的數(shù)量甚至更多。作為一個(gè)非營(yíng)利組織，SGET對(duì)所有參加者都是免費(fèi)提供規(guī)范，會(huì)員只需使用標(biāo)準(zhǔn)和品牌名稱（Qseven、SMARC等）。這種開放性使SGET有別于其他標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，也是SGET成功的關(guān)鍵因素之一。然而，官方成員資格對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)和其他標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展至關(guān)重要。由于SGET不會(huì)止步于目前所取得的成就，而是將自己視為通過進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)造新價(jià)值的平臺(tái)，因此SGET也在積極接納新的成員。

小型化發(fā)展趨勢(shì)仍在繼續(xù)

對(duì)于采用ARM和x86應(yīng)用處理器的信用卡大小COM設(shè)備，SGET已經(jīng)主導(dǎo)了該市場(chǎng)，但問題是：“下一步是什么？”即便是標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)也不能固步自封。SGET正在積極應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，并在新的開放式標(biāo)準(zhǔn)模塊（OSM）規(guī)范中以更小的占位面積提供更多引腳。OSM規(guī)范于2020年首次推出，在2022年年中規(guī)范1.1版本開始實(shí)施，其中包括四種尺寸，均小于SMARC或μQseven。即便是最大的45 mm x 45 mm OSM模塊也比μQseven小28%，比SMARC小51%，但仍可提供662引腳。其他OSM封裝則更加緊湊：OSM Size-0（Zero）是最小的外形尺寸，大小為30 mm x 15 mm，有188個(gè)BGA引腳；OSM Size-S（小號(hào)）尺寸為30 mm x 30 mm，有332個(gè)引腳；OSM Size-M（中號(hào)）能夠以30 mm x 45 mm外形尺寸提供476個(gè)引腳。通過這一新規(guī)范，SGET在將更多功能和更高密度封裝到同一空間方面取得了不懈進(jìn)步。

OSM迎來新一代COM

通過OSM規(guī)范，SGET在COM的眾多優(yōu)勢(shì)中又增加了一個(gè)重要新內(nèi)容：支持SMT組裝，這就是為什么SGET將OSM稱為第二代（Gen2）COM標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于原始設(shè)備制造商來說，這項(xiàng)創(chuàng)新可以在大批量生產(chǎn)中為包裝、組裝和測(cè)試過程節(jié)省大量成本。OSM是否會(huì)在全球范圍內(nèi)成為首屈一指的第二代COM標(biāo)準(zhǔn)還有待觀察。但憑借這種SMT兼容COM規(guī)范的開放、可擴(kuò)展、獨(dú)立于制造商的特性，以及嵌入式計(jì)算領(lǐng)導(dǎo)廠商的已有支持，SGET似乎正在復(fù)制過去在SMARC和Qseven方面取得成功的經(jīng)歷。

主要制造商正式支持OSM

SGET成員研華、Aries、安富利、F&S、Geniatech、iesy、iWave和Kontron是首批提供正式OSM模塊的制造商，周邊的生態(tài)系統(tǒng)也正在迅速發(fā)展完善。除了經(jīng)典COM之外，第一批母板（carrier board）開發(fā)商已經(jīng)在推廣對(duì)于OSM支持，iWave和Yamaichi等制造商也發(fā)布了OSM測(cè)試適配器。采用OSM標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用就緒Gen2 COM已經(jīng)有多種變體：

表1：來源：SGET e.V.

歡迎感興趣的公司索取支持額外處理器的路線圖。新的OSM設(shè)計(jì)指南1.0版本和OSM規(guī)范1.1版本均可通過SGET網(wǎng)站免費(fèi)下載。

了解一下SGET接下來要應(yīng)對(duì)哪些任務(wù)會(huì)很有意義，所有希望了解其最新進(jìn)展的人都可以通過網(wǎng)站訂閱SGET的時(shí)事通訊。SGET主席Ansgar Hein表示，圍繞FPGA的新標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行，開發(fā)探索階段已經(jīng)完成，一個(gè)團(tuán)隊(duì)聲明已經(jīng)到位，除此之外，一個(gè)針對(duì)開放式FPGA標(biāo)準(zhǔn)的具體建議也已經(jīng)形成。因此，所有跡象都表明，SGET將組建一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)團(tuán)隊(duì)（SDT），這將是其負(fù)責(zé)的第六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1：憑借Qseven和SMARC規(guī)范，SGET占據(jù)了模塊化計(jì)算機(jī)（COM）市場(chǎng)50%以上的份額。對(duì)于信用卡大小的模塊，這一比例上升到95%以上。

圖2：SGET自2013年以來一直負(fù)責(zé)Qseven（70?mm x 70?mm）和SMARC（82?mm x 50?mm）的外形尺寸標(biāo)準(zhǔn)。（?Tessolve/?iWave）

圖3：新的OSM標(biāo)準(zhǔn)具有COM的所有優(yōu)勢(shì)，并支持SMT組裝，因而可實(shí)現(xiàn)額外的成本節(jié)約，主要體現(xiàn)在大批量生產(chǎn)中的包裝、組裝和測(cè)試等過程。（圖為NXP i.MX8M處理器模塊的背面。）?Kontron

圖4：OSM標(biāo)準(zhǔn)有四種不同的模塊尺寸。

圖5：隨著SGET標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，模塊占位面積在減小，而封裝密度在提高。