在SMT行业工作久了，经常有国外客户问到开发板的贴片、插件加工问题。开发板属于开源硬件，开源硬件是指可以通过公开渠道获得的硬件设计，任何人可以对已有的设计进行学习、修改、发布、制作和销售。硬件设计的源代码的特定的格式可以为其他人获得，以方便对其进行修改。理想情况下，开源硬件使用随处可得的电子元件和材料，标准的过程，开放的基础架构，无限制的内容和开源的设计工具，以最大化个人利用硬件的便利性。
最近本人就职的深圳市优勤电子有限公司为客户生产了一批BeagleBone系列的定制开发板，主板涉及约140种物料，采用TI的AM3352的主芯片，ARM Cortex-A8架构的处理器，拥有4G的eMMC存储，1024M的DDR3内存和一个可扩展TF卡槽，支持UART，eMMC，ADC接口和IIC、SPI、CAN，USB（含Micro USB）接口,同时有无线、蓝牙、有线，RTC等功能。对于像深圳市优勤电子有限公司这样的SMT、PCBA代工代料企业而言，开发板这一类的产品属于中高难度，尤其是在硬件故障排除和功能测试方面，很能考验SMT工厂的综合能力。
以下简要地谈一下国内外主要的开发板。国外的开发板名气比较大些的有三个品牌，Arduino（, Respberry和BeagleBone。一般一个品牌多与一家芯片公司合作，用该公司品牌的主芯片。比如以上三家分别多使用 Atmel, 博通和德州仪器公司的芯片。这几年国内公司也推出性价比不错的开发板，比如Cubieboard, PcDuino, KiwiBoard, OrangePi,Banana Pi, Lichi Pi等（国内受Respberry树莓派的影响，不断地以水果命名，水果的名称都快被用完了），它们多采用国内公司的芯片，如全志、Action Semi,Rockchip等，台湾MTK，Realtek的方案也多被采用。
以下是国产的香蕉派M4的规格。
对于列示的这些规格，作为SMT从业人员，市场上品牌、规格各不相同的开发板不下几百种，没有必要每一个参数都弄得十分清楚明白，但也不能完全没有概念。其实，这跟配电脑很相仿，电脑的几大块就是CPU,内存、硬盘、主板、显示器、电源等。而对于开发板，相对细一些，我们要了解的就是主芯片、ARM架构，内存、网络、音频、视频及各种接口。
对于我们SMT加工行业来说，只要解剖了一只稍微复杂的“麻雀”，其他的大同小异。那么，生产加工开发板的难点在哪些方面呢？深圳市优勤电子有限公司前段时间刚给客户交付了1000套BeagleBone的定制板，这是在打样确认后的第一次量产。其中也费了一些周折，我们认为作为PCBA代工代料的加工商，难点体现在物料质量的控制、贴装品质的控制、故障的排查和功能测试方面。
物料方面就不多讲，主要是采购要选择渠道正规、质量可靠的供应商。贴片加工环节，由于物料多而杂，必须做好自检和AOI的全检，确保没有贴错料、贴反料和漏贴物料。有的二极管很小，由于各种原因，可能会有一些贴反，这就给后面的硬件故障排查带来很大的考验。有时为了分析一块故障板，硬件工程师要不断的对照原理图，手工拆卸贴装一些元器件，花费几个小时甚至是一天的时间。而有些SMT工厂，根本没有硬件工程师，也就无法完成硬件故障的排查与修理。目前的功能测试都是人工测试，测试项目包括无线、蓝牙、有线、RTC，USB的OTG，HUB，内存，CAN等14项，每测一块板花费约半个小时。这样的测试效率与成本确实有很大的改善空间。
上面谈到的开发板必须用到ARM架构，现在复杂一点的移动设备都会涉及到ARM架构。对于这一块，我们有必要具备一些基本的知识。智能手机的普及让曾经式微的ARM架构相对于X86架构大放异彩。ARM公司原是英国的一家只做芯片IP授权的公司，后被软银控股，而今美国的英伟达又打算以400亿美元的天价将其收购。现在我们看一下ARM的产品系列：
当然，最近又新推出了一个定制的ARM Cortex X系列。
仅从ARM这个名称上理解，就包括它主要的三类产品，分别是A：Adavanced, R:Real-time 和M:Microcontrollers,A，R，M三类产品级别及难度依次下降，这是从根本上了解ARM产品概况的最简方法。这三类产品的主要区别在于：
A系列：顶级主控，在人机互动要求较高的场合，比如pda，手机，平板电脑, GPS等。A系列类似于CPU，都是可以运行操作系统，如Android, linux等
R系列：实时高性能处理器，主要应用在对实时性要求高的场合, 硬盘控制器，车载控制产品
M系列：通用低端，工业，消费电子领域微控制器, 不能跑操作系统（只能跑UCOS2），偏向于控制方面。
比如，深圳优勤电子公司最近加工生产的BeagleBone采用的是ARM Cortex-A8架构， 上文提到的Banana Pi采用的是ARM Cortex-53，而刚推出的Respberry Pi CM4采用效率更高的ARM Cortex-A72处理器。本人使用的华为Mate20手机使用的是Kirin 980芯片，采用的是八核，4个Cortex-A76和4个Cortex-A55，是全球第一款使用7nm工艺的手机，SOC上集成了69亿个晶体管。
最近发布的是ARM Cortex-A78，这里提及一下ARM的 PPA设计理念。PPA分别指Performance(性能)，Power(功率) 和Area(面积)。目前ARM系列的芯片从简单理解就是要求性能越来越高、功耗和面积越来越小。ARM 官方称在结合了最新的 5nm 制程工艺后，Cortex-A78 相比上一代 A77 每瓦性能提升 20%，频率可以达到 3.0GHz，同等性能下功耗相比 A77 则降低多达 50%，并且单核面积也缩减了 5%（四核集群面积缩减 15%），可以为 SoC 中的其它组件腾出更多空间。
新推出的Cortex-X1相较 A78 则更加强调性能，它是 ARM Cortex-X Custom 项目的首款产品，峰值性能相比Cortex-A77 提升 30%，机器学习性能提升 2 倍，整数运算性能相比同代产品 A78 也有 22% 的提升，不过Cortex-X1 的核心面积也更大，因此更适合结合 3 颗A78 与 4 颗 A55，作为芯片组中的唯一一颗超大核使用（此时芯片组面积会增加 15%）。 但最大的不同是X1打破了其功耗和面积限制，专注于获得最佳性能，而很少考虑PPA三角形的其他两个指标，更多关于ARM系列的产品细节，大家可以关注
https://www.arm.com/products/silicon-ip-cpu
以上就是深圳市优勤电子（www.yq-smt.com）就最近生产开发板的一点小结，大家如果有电子产品代工代料的需求，特别是类似开发板这样有一定难度的PCBA项目，欢迎随时与我们联系。
