以最低的成本優化嵌入式系統可能是一件棘手的事情。特別是,嵌入式開發人員平衡開發和生產成本是一個棘手的問題。決定這種平衡的因素有很多,但事實證明,我們必須實事求是地檢查產量預期,以便適當地優化成本。
成本優化通常分為兩個對立的類別:物料清單(BOM)和非經常性工程(NRE)成本。BOM成本實質上是最終產品的生產成本,而NRE成本主要由設計和測試產品所需的工程勞動力決定。試圖最小化BOM成本會導致NRE暴漲,反之亦然。
以每年生產不到10000個單位的小批量系統為例。系統設計人員可能會查看他們的BOM和電氣設計,發現如果去掉硬件濾波器,轉而用軟件實現濾波器,他們可以節省0.5美元。乍一看,移除硬件過濾器似乎是個好主意。畢竟,它將節省大約5000美元的生產成本。然而,真正的問題是這種節省是否值得。
從長遠來看,在小批量的情況下,試圖優化需要將特征轉移到軟件中的BOM的成本會更高。在過濾器的例子中,這種轉變意味著嵌入式開發人員現在需要添加額外的功能來集成到架構中、建模、實現并通過測試。根據一般經驗,一名工程師一周的工作成本是5000美元。從硬件轉移到軟件的特性能在1周內完成整個軟件開發周期嗎?如果答案是否定的,那么整個項目的成本就上升了。
不幸的是,在小批量嵌入式系統中,將一個功能從硬件轉移到軟件的總體成本影響通常被忽略。工程師甚至管理層開始認為勞動力的NRE是無關緊要的,因為它已經是工程師雇傭和公司管理費用的一部分。相反,我們戴開始投入大量的工時進行優化,但在嵌入式系統的整體性能、質量和項目成本方面收效甚微。
開發中等產量范圍內的嵌入式系統,通常被認為是每年 10,000 到 100,000 臺,確實開始開啟優化的現實可能性。上一個中等容量的過濾器示例可能會通過將此功能移植到軟件中來節省項目資金。一個更有趣的中等規模的例子是,當系統嵌入式開發人員認為商業上現成的組件,如認證的無線電或傳感器,成本太高,應該在內部開發。
從頭開始設計組件似乎是個好主意。每個系統可以節省5美元,如果容量為50000,這看起來是一個非常好的主意,畢竟這是250000美元。僅憑這一分析,許多公司就會決定他們必須建立自己的公司,并開始走下坡路。仔細觀察會發現,設計自己的無線電或傳感器非常好可能會導致他們收支平衡或花費更多!
無線電模塊或傳感器系統的設計和認證可能需要三到四個月的時間。這需要硬件、固件、測試和認證工程師,以及至少需要兩次修改才能正確完成的事實。假設一名嵌入式開發人員每周的工資為5000美元,那么在這幾個月中僅使用一名工程師就已經達到了80000美元。考慮到原型制造和FCC等認證,無線電模塊開發的估計費用為120000美元是合理的。
從這些數字來看,BOM優化仍然是一個勝利;然而,有三到四個月的窗口期,該產品可能已經上市。這些銷售的損失使成本與節約的數字接近,BOM優化只是勉強獲得“勝利”。如果要考慮競爭對手的早期進入或其他業務方面可能帶來的額外銷售損失,從長遠來看,優化BOM成本的決策可能并不正確。
BOM和NRE的二分法是真實的。隨著人們試圖降低BOM成本,NRE成本上升。盡量減少NRE成本和BOM成本上升。沒有普遍正確的選擇。相反,需要對所有業務和工程因素進行仔細分析,才能做出正確的決策。公司通常不會花時間去做這件事,相反,僅僅檢查一個難題就會在項目上損失數萬美元。
商業決策通常超出了嵌入式開發人員的領域,但是意識到并幫助提醒管理層真正的權衡和利益可能是一個公司或產品是否變得可行和保持可行的區別。