克服分立设计的缺点，这款产品为楼宇自动化控制器创造价值

新的标准和法规（例如UL 217烟雾报警器标准）已经生效，目的是让建筑物更安全、更高效、更舒适。这些趋势刺激了新的楼宇自动化产品和解决方案的开发，促使制造商以更短的开发周期交付新技术。这种节奏变化为BAS公司提供了通过平台化、功耗更低、尺寸更小的灵活系统解决方案满足此类需求的机会。

有些产品常常缺乏当今瞬息万变的市场所重视的创新敏捷性，楼宇自动化控制器就是其中的一个典型例子。控制器是BAS的大脑，其从建筑物中广泛部署的传感器获取数据，并执行系统响应。这意味着控制器需要有一定数量的输入和输出通道。有些控制器仅提供固定的通道功能，导致架构包含未使用的通道。这些额外的未使用通道会有一些关联费用无法从客户那里收回。然而，如果每个通道都有完全重新配置的能力，那么所有通道都能得到利用。在理想情况下，BAS应具有一定数量的备用通道，以使客户不必为未使用的功能付费。使通道功能完全可配置可为BAS的设计和部署提供最大的灵活性。

传统上，楼宇自动化控制器的固定和可配置通道均采用分立实现方式。但是，分立实现的可配置通道控制器的物料清单(BOM)可能包含数百个元器件。经过多年发展，分立式解决方案已经变得非常高效，而且优化得非常好，BOM成本降低到与这一对成本敏感的市场的预期一致的水平。然而，新趋势和对敏捷开发的更大需求凸显了这种方法的一些主要缺点，例如：楼宇自动化控制器的产品变体太多，导致规划、设计、生产和物流异常复杂。因此，BAS解决方案必须根据总拥有成本而非简单化的BOM成本来评估。

集成与分立

根据需要重新配置通道的能力是消除用不着通道的正确方法，但单凭这点并不能解决控制器设计的其他缺点。关键概念是集成，通过集成简化通道设计、减小尺寸并提高性能。借助集成解决方案，利用软件命令便可轻松配置任何通道的功能。软件可配置的输入/输出(I/O)技术为简化设计重用和平台化提供了可能性，最终将能降低BAS解决方案的总拥有成本，并为楼宇自动化控制器的整个产品生命周期创造价值（参见图1）。

图1. 利用AD74412R可在每个开发阶段提高投资回报率。

控制器开发的第一阶段是系统架构，此时要考虑所有客户需求并定义新产品。即使在开发的这一早期阶段，分立解决方案的不灵活也是一个明显的缺点。客户的不同需求——例如输入和输出通道的比率或数量——可能导致产生多个设计，这会增加成本并阻碍对市场需求的敏捷响应。集成的软件可配置I/O支持平台化，使得一个经过验证的设计可以在不同应用中重复使用。可重用性对于降低设计和生产成本至关重要，稍后将加以讨论。

定义好产品之后，设计即启动。在此阶段，设计重用充分显示了其重要性。与分立实现不同，集成且可配置的I/O可以快速迭代，缩短开发时间，并释放宝贵的资源。硬件和软件设计均从资源密集型、冗长、多产品变体开发转向通过单一设计来满足众多需求，这样可减少研发时间和成本，同时保持成熟架构的高可靠性和稳健性。利用集成式可重新配置设计的"任何引脚提供任何功能"方法，满足不同应用的需求要容易得多（参见图2）。

图2. 软件可配置I/O使任何引脚可提供任何功能。

从业务开发角度看，常规开发策略的响应速度很慢，会带来不必要的风险，导致错失机会或错过客户最后期限。集成式可配置I/O的灵活性和易用性有助于最大程度地提高投资回报率(ROI)，同时尽可能缩短上市时间和收益时间。

完成设计阶段之后，下一步是生产阶段。从BOM的采购和管理开始，集成解决方案很快就会显示出其优势。分立实现的通用控制器常常包含数百个元器件，这些元器件都需要采购、在仓库中储存并运输到生产设施。管理如此大量的不同元器件自然会增加总成本。而采用单芯片解决方案和可重复使用的设计，BOM物流就会简单得多——采购部门需要打交道的供应商更少，所需的储存空间更小。

由于元器件数量减少，PCB尺寸可减小多达40%，生产中的贴装成本也显著降低。此外，由于软件可配置I/O支持设计重用，控制器制造商将需要更多同类型的PCB。因此，电路板的批量折扣也有助于节省成本。图3总结了分立和集成通道功能实现的比较。

图3. 分立和集成通道功能实现的比较。

图4. 完全可通过软件配置的集成I/O—AD74412R。

最后但并非最不重要的一点是，与多个变体的分立实现相比，生产中的测试遵循统一的程序，设置所花费的时间更少。设计复杂性的增加甚至可能会提升测试失败的风险。集成式可重复使用解决方案可以从多方面节省成本和其他资源，认证就是一个例子，此外还有成品物流、安装、技术支持等方面。当许多不同设计基于多个平台时，与基于集成式软件可配置I/O的通用可重用解决方案相比，对销售、技术支持团队和安装技术人员的培训会更加繁琐。

结论

软件可配置I/O为楼宇自动化市场带来了创新，该市场传统上偏保守，但在多种因素的推动下，它正变得更加敏捷，并能更快地响应不断变化的客户需求。集成和设计可重用性是实现这种转变的关键特性。有些人可能认为集成解决方案是简单的BOM替代品，实际上可能会增加成本，但事实上，从更大的角度看待这件事，并考虑其在整个产品生命周期中创造的总体价值，集成解决方案很快就会打消任何疑问。

为了克服分立设计的缺点，ADI开发了完全可通过软件配置的I/O AD74412R。该器件将分立信号链集成在单个芯片中，并提供四个完全可配置的通道。从产品定义到设计和生产，再到安装与运行，AD74412R可在整个控制器生命周期中创造价值。它为客户提供一种简便的方法来增加投资回报，同时缩短产品上市时间和收益时间。

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