Arsitektur Gateway IoT:Build Vs. Beli

Jika Anda membuat aplikasi IoT dari awal, Anda (pada titik tertentu) harus menentukan apakah Anda akan membangun gateway sendiri atau membeli sistem yang dibuat sebelumnya.

Dalam banyak kasus, satu-satunya alasan seseorang mendesain gateway mereka sendiri dari awal adalah karena mereka pikir mereka akan dapat (a) mencapai titik harga yang lebih rendah daripada jika mereka membeli gateway yang tersedia, atau (b) menyertakan fitur yang tidak tersedia di gateway siap pakai. Namun untuk menentukan rute mana yang harus Anda ambil, Anda perlu memikirkan empat komponen utama gateway IoT, dan mempertimbangkan betapa sulitnya membuat gateway Anda sendiri.

Papan Sirkuit Cetak (PCB)

Meletakkan papan sirkuit untuk gateway sangat mirip dengan melakukan teka-teki Sudoku—ini sangat rumit. Dengan papan sirkuit, setelah perancang perangkat keras membuat desain skematis, mereka fokus pada perutean jejak ke memori—tetapi ini bukanlah hal yang mudah untuk dilakukan.

Inilah alasannya:Prosesor Anda—chip Intel atau ARM—umumnya memiliki RAM eksternal. Karena RAM beroperasi pada kecepatan tinggi, panjang jejak tembaga yang berjalan ke RAM harus sama panjangnya. Jika ada ketidakcocokan panjangnya, tepi jam tidak akan sejajar dengan benar, yang merupakan masalah besar karena jejak membentuk pasangan diferensial. Jika Anda ingin membangun dan mendesain arsitektur gateway IoT Anda, Anda harus siap untuk ini dan sepenuhnya memahami tugas yang ada; merutekan memori jauh lebih sulit daripada merutekan jenis papan sirkuit lainnya.

Anda juga harus mempertimbangkan bagaimana disk atau flash akan dimuat dalam produksi. Apakah Anda akan memiliki kartu flash terpisah yang dapat diintegrasikan di gateway, atau Anda akan memprogramnya melalui USB?

Jika semua ini terdengar menakutkan, perlu diingat bahwa ada banyak gateway yang tersedia atau modular yang dapat Anda konfigurasikan dengan mudah. (CloudGate Option adalah contoh yang bagus untuk ini.)

Lampiran

Kasus untuk gateway sering kali berakhir dengan masalah yang lebih besar daripada yang dikenali orang. Hanya ada dua cara Anda dapat menangani ini:Anda dapat menemukan selungkup siap pakai yang sesuai untuk Anda dan kemudian mendesain papan sirkuit Anda agar sesuai dengannya, atau Anda dapat mendesain papan sirkuit Anda dan kemudian mendesain casing di sekitarnya.

Berikut adalah beberapa pertimbangan yang perlu diingat saat membuat keputusan:

• Mendesain enklosur Anda sendiri dapat dengan mudah menghabiskan $100.000 (atau lebih banyak), untuk desain, perkakas, fabrikasi, dll.
• Beberapa gerbang harus berada dalam kotak logam karena masalah emisi radio yang tidak diinginkan. (Ini sangat ketat saat Anda menggunakan seluler untuk menghubungkan perangkat IoT Anda.)
• Menghilangkan panas dari gateway bisa menjadi masalah yang sangat rumit untuk beberapa sistem berkinerja lebih tinggi. (Pernah duduk dengan laptop di pangkuan saat menonton film atau bermain game?)
• Bahkan jika Anda membeli gateway siap pakai, Anda sebaiknya mempertimbangkan biaya penyesuaian, waktu tunggu, jumlah pesanan minimum, dan banyak lagi. Hampir selalu ada beberapa tingkat penyesuaian untuk setiap gateway.

Perhatikan bahwa banyak perusahaan besar tidak akhirnya merancang casing mereka sendiri kecuali mereka mencoba menjual router dengan tampilan unik.

Sistem Operasi

Anda harus mempertimbangkan bagaimana Anda akan menjalankan perangkat lunak aplikasi Anda di Linux. (OpenWRT dan Debian keduanya populer untuk perangkat gateway.) Jika Anda membuat desain Anda sendiri, ini bukan hanya masalah memuat Linux ke prosesor Anda; Anda sering kali harus membangun kernel Anda sendiri untuk dapat mengontrol semua periferal. Kernel adalah yang memetakan sistem operasi ke pin pada prosesor, dan pengembangan kernel khusus untuk Linux dapat sangat memakan waktu dan mahal. Ini adalah sesuatu yang tidak dipertimbangkan banyak orang saat mereka mulai mendesain gateway.

Salah satu cara untuk menghindari keharusan membangun kernel Linux Anda sendiri adalah dengan melakukan model hybrid; Anda membeli modul komputer tertanam satu papan yang telah menangani perutean, memori, sistem operasi, dan periferal. (Digi adalah contoh perusahaan yang membuat solusi system-on-module.)

Periferal

Jika Anda berencana membuat gateway sendiri, Anda juga perlu mempertimbangkan perangkat lunak aplikasi sebenarnya yang bukan merupakan bagian dari prosesor inti, memori, atau disk.

Ambil radio, misalnya. Anda harus mendesain radio Anda untuk menjalankan jaringan yang Anda pilih—dan seringkali, gateway memiliki banyak radio. (Gateway kami memiliki Symphony Link dan seluler, atau Symphony Link dan WiFi.) Jika Anda mendesain gateway Anda sendiri, Anda harus mendapatkan sertifikasi FCC untuk setiap modul, serta sertifikasi emitor yang berlokasi bersama. Ingatlah bahwa Anda tidak dapat membeli dua modul bersertifikat FCC yang siap pakai, menempatkannya di sistem yang sama, dan meneruskan sertifikasi FCC. Anda sebenarnya harus mengesahkan ulang keduanya bersama-sama karena intermodulasi.

Selain itu, jika Anda telah mendesain kernel Linux, kernel tersebut perlu mendukung periferal di sistem Anda. Jika kernel tidak dikonfigurasi dengan benar, Anda mungkin menghubungkan sebagian driver WiFi ke pin input/output. (Jika Anda membeli solusi siap pakai, kernel kemungkinan akan mendukung menyentuh semua pin dan membuat semua yang terhubung ke papan bekerja dengan mulus.)

Dalam Ringkasan

Faktanya adalah ini:Mencapai garis akhir dengan pengembangan gateway sangat mahal dan sangat memakan waktu—dan itu bisa sangat berisiko. Pengembangan kernel, misalnya, bisa memakan waktu satu minggu atau enam minggu—dan Anda biasanya tidak tahu berapa lama waktu yang dibutuhkan.

Kami menyarankan Anda memodelkan total biaya pengembangan untuk skenario terbaik dan terburuk ke dalam perhitungan "beli vs. build" tipikal Anda. Saat Anda menghitung penerusan tersebut ke harga per unit, Anda mungkin menyadari bahwa gateway siap pakai akan menjadi metode yang paling hemat biaya dan efisien waktu untuk saat ini.