Uzun süreli desteğe ihtiyaç duyan mikrodenetleyicili uzun menzilli bir ürünü nasıl planlarım?

Uzun yıllar boyunca büyük değişiklikler olmadan çalışmaya devam etmesi gereken bir sistemde bir mikrodenetleyici kullanmam gerekiyor. Her zaman yedek parça olmasını sağlamak için, bazı üreticiler tarafından bir ürün yazılımı ikili ve kapsülleme pimi uyumlu şekilde üretilen veya üretilen uzun süreli bir mikrodenetleyiciye ihtiyacım var. Seçtiğim mikrodenetleyicinin bu kriterleri karşıladığından emin olmak için ne yapabilirim?

Uygulama çok fazla bilgi işlem gücüne ihtiyaç duymaz. Amacı motorları ve diğer endüstriyel sistemleri kontrol etmektir. 0.5-1 MHz frekansında yaklaşık 8-16 IO pininin durumunu değiştirebilen 8 bitlik bir mikroişlemci tamamdır. Bir ADC değerli olabilir, ancak basit bir harici karşılaştırıcı ile değiştirilebilir.

FPGA üreticileri, 'yumuşak bir çekirdek' kullanıyorsanız, yani VHDL'de yazılmış bir mikrodenetleyici kullanıyorsanız, VHDL tasarımının gelecekteki herhangi bir programlanabilir FPGA donanımına uygulanabileceğini, böylece sizi herhangi bir donanım parçasının dışarı çıkma ihtimalinden kurtardığını söylüyorlar. üretim.

Bu argümanı satın almak için programlanabilir donanımın zaman diliminizde (muhtemel) kullanılabilir olmaya devam edeceğini ve ürününüze uyacak (daha zor bulduğum) yonga boyutlarında, maliyetlerinde ve voltajlarında bulunmaya devam edeceğini varsaymanız gerekir. inanmak). Bu yaklaşımı kullanmak için, yeni bir paketi kabul etmek için yeni bir donanım tasarımı yapmanız gerekebileceğini kabul etmeniz gerekir;

Benim yaklaşımım ve benim tavsiyem, kontrol işlemlerinizi küçük bir panodaki devrelerin geri kalanından izole etmek ve ona kendi arayüzünüzü tanımlamak, pim ne kadar az olursa o kadar iyi olacaktır. Belki SPI uygun bir arayüz veya veri okuma / yazma ve adres çakmalarını içeren bir naylon veriyolu yapar. Ardından, seçtiğiniz işlemci ürün ömrü boyunca kullanılmaz hale gelirse, üzerinde hayati analog ürün işlevlerinin bulunduğu büyük bir kart yerine sadece küçük bir kartı yeniden tasarlamanız ve test etmeniz gerekir.

Kontrol işlemcisini C olarak programlayın. Kodunuzu kesinlikle genel algoritmaya ve donanım arayüzü modüllerine bölün. Öyleyse, belirli donanım parçaları değişmek zorunda kalırsa, yeniden yazma işlemini az sayıda modüle izole ettiniz ve kodunuzun tamamında tarama yapmıyorsunuz.

Uygun bir voltaj seçin, örneğin 3.3v ila 5v'yi tercih ederim.

Küçük kontrol panelinizi seçtiğinizde, mevcut bir Arduino veya PIC geliştirme panosuna uyan bir form faktörü seçmekten daha kötüsünü yapabilirsiniz. Ardından, geliştirme ve prototip oluşturma işleminiz kısa sürede başlar ve daha düşük maliyetli bir değişim tasarlamadan önce satın alınan modüller ile düşük maliyetli üretime bile başlayabilirsiniz.

Programlama alet zincirinizin güvenilirliğini göz önünde bulundurmayı unutmayın. Özel amaçlı bir programlama donanımı varsa, on yıllarca sürmesi gerekir ve onunla konuşmanız gerekir. 20-30 yıllık bir DOS PC kazmak ve bir ISA kartı takmak zorunda olduğunuzu düşünün - IRQ ve DMA hatlarını manuel olarak seçmeyi unutmayın! Alternatif olarak, geriye dönük uyumluluk sunan pahalı bir niş ürünü satın almanız gerekebilir. Yazılımı değiştirmeniz gerekebilirse, derleyici araçlarının ve kitaplıklarının da donanımdan çok daha hızlı değiştiğini unutmayın.

Ayrıca MCU’nun ne kadar süreyle çalışması gerektiğini de düşünün. Uzun yıllar boyunca iyi bir çalışma şansına sahip olmak istiyorsanız, flash bellek tutma ve uzun süreli arıza oranları gibi şeyleri göz önünde bulundurmanız gerekir. Her 15 yılda bir çipi değiştirecekseniz, bu büyük bir sorun değil. Üreticiler bu bilgilere sahip olmalıdır. Ucuz olmak yerine, uzay ya da otomotiv gibi güvenlik açısından kritik uygulamalar için tasarlanmış MCU'lara bakabilirsiniz. Genellikle yedekli donanım ve daha iyi kalite garantisi ile gelirler.

Bir seçenek kendi yedek parçalarınızı saklamak olabilir. Yeterince satın alırsanız, özel bir maske ROM'lu bir MCU alabilirsiniz ve programlama / veri saklama sorununu tamamen önleyebilirsiniz.

Her şeyin çok iyi belgelendiğinden emin olun . MCU’nun kendisi, yazılım, bellek tahsisi, CPU komut seti, tüm elektrik arayüzleri, teknik özellikler, vb.

Kullanıcının44635'in cevabını ciddi olarak dikkate alın. Yedek parça tedarikiniz 30 yıl içinde kurursa ve makul değişikliklerin hepsinde 1.8V IO'lar varsa ne olur? Ya da bulabileceğiniz en eski yongaların hepsi 32-bit ARM işlemciye sahip (8-bit pazarı tüketmeye başlıyor)? Ayrı bir kart, en kötü durum olduğunda size voltaj regülatörleri, seviye değiştiriciler ve diğer arayüz donanımlarını ekleme seçeneği sunar.

Bazı üreticiler diğerlerinden daha iyi bir kayda sahip olsalar da, uzun ürün ömrü ve kritik bileşenlerin eskimesi devre tasarım seviyesinden ziyade işlemler düzeyinde ele alınmaktadır.

Gereksinim duyacağınız mikrodenetleyici miktarıyla ilgili sürekli bir tahmin yapın. Tedarik zincirini izleyin. Üretici NRND durumunu duyurduğunda, siz - ya da operasyonlarınız - kulakları karıştıracaksınız. Üretici yaklaşmakta olan eskimeyi açıkladığında, size son siparişin hakkını verecektir . Tahmin ettiğiniz miktarı tedarik ediyor ve aleve dayanıklı bir dolapta saklıyorsunuz.

Bu tıbbi cihaz, aviyonik, savunma gibi sertifikalı endüstrilerde nadir değildir. Bunu insanların yaptığını gördüm. Örneğin, bir OEM tedarikçisi X, tıbbi cihaz alanı için WiFi modülleri üretir. Modül WiFi için düz bir sivil vanilya SoC kullanır. SoC, Broadcom tarafından tüketici pazarı için üretilmiştir. SoC'nin üretimde yalnızca bir veya iki yıl kalması bekleniyor. OEM tedarikçisi X, bu dinamiklerin farkındadır. Bu SoC'den 10 yıl değer alıyorlar. OEM tedarikçisi X, garantili uzun bir ürün ömrüne sahip bir parça için prim talep eder. OEM'in müşterileri, ürünlerinin pahalı bir şekilde yeniden sertifikalandırılmasını önlüyor.

Tipik olarak, uzun vadeli destek gerektiren cihazlar nispeten küçük miktarlarda üretilir.

Alternatif bir yaklaşım bulabileceğiniz en genel kısmı kullanmaktır ve MCU'larda 8051 ve varyantlarıdır. Açık kaynak kodlu bir yumuşak çekirdek klonu olsa bile, geliştirme araçları DOS'tan Windows 10'a kadar herhangi bir platform için kullanılabilir. Microchip, taahhüdü için övgüye değer olsa da, birleşme ve satın alma için kurumsal iştahı tahmin etmek mümkün değildir. ve ürün hatları ve PIC üzerindeki etkisi yalnızca bir kaynağa sahiptir.

Pim uyumlu parçalara ihtiyacınız varsa Microchip muhtemelen en iyi seçimdir. OTP 17 serisi gibi yavaş satan ürünleri bile tamamen emekli etmek için çok yavaş davrandılar ve Olin’in dediği gibi Sanghi, patlama ve büstü yoluyla tedarikin korunmasının yanı sıra parçaların kullanılabilirliğinin devam etmesini sağlayan kurumsal bir felsefeyi ifade etti. çok önemli (M * t **** a gibi tedarikçilerle bazılarımızın başına geldiği gibi, 52 hafta boyunca alamayacağınız bir bölüm, tamamen kesilmiş olabilir). Parça eskimesi satışların düşmesiyle tetiklenebilir, ancak süreçteki değişiklikler de bir faktördür. Mikroçip kendi fab'larına sahiptir ve bir işlemi emekli olsalar bile cipsleri gofret formunda stoklayabilirler. Fabless şirketleri dökümhanelerden kaynaklanabilecek her türlü işlemi kullanmalıdır.

Modaya uygun herhangi bir şeyden kesinlikle kaçının - birkaç yıl sonra EOL olan parçaları bulmak sıra dışı değil. Ölçülmesi zor ancak cep telefonlarında kullanılan parçaların bu kadar uzun sürmesi beklenmiyor. 5 yıl civarında olan ve istikrarlı ve geniş bir müşteri tabanına (sadece 3 tablet üreticisi için değil) satış yapan bir bölüm, 5 yıl olmasına rağmen şu anda yüksek talep gören yeni bir çipten daha iyi bir bahis. ürün ömrü zaten. Yeterlilik testi gerektiren parçaların (radyasyon testi gibi) ve ambalajdaki değişiklikler bile, bir ömür boyu alım yapabilmenizi tehlikeye atabilir.

Daha iyi veya daha kötüsü için, gerçek bir ikinci kaynağa sahip çok az sayıda mikrodenetleyici parça vardır ve bunları yapanlar (örneğin 8051 çekirdek parçaları gibi) performans veya maliyet açısından o kadar çekici değildir.

Kullanıma hazır bir öneri olarak, tüm tasarım sürecine oldukça benzer iki parçadan (örneğin, benzer bir çekirdek tipine sahip iki ARM yongası) ancak farklı üreticilerin ve her ikisinin de kalifikasyonundan geçmeyi düşünmeyi öneriyorum . Bu, yalnızca hepsi önceden yapılmışsa toplam maliyete küçük bir miktar ekler, ancak sürekli tedarik konusunda daha iyi güven verir. Dezavantajı ise her revizyonun her iki kısımda da test gerektirmesi ve hangisinin birincil kaynak olarak seçildiğinin daha fazla alan geçmişine sahip olması.

En basit çözüm, gereken süreyi sağlamak için yeterli yedek parça bulundurmaktır. Sizin bölümünüzün 10 yıllık bir MTTF'si varsa ve 100 yıl boyunca destek vermeniz gerekiyorsa, bunlardan 10'unu saklamanız gerekir. Bu desteği 100 "istasyona" sağlamanız gerekiyorsa, toplam 1.000'e ihtiyacınız vardır. Bu parçaların gerektiğinde kullanılabilir olmasını sağlamak için, bunları çeşitli “güvenli” yerlerde saklamanız gerekir. Bu "sigorta poliçesi" nin maliyeti makul ise, beklenmeyen arızalara bakmak için ikiye katlamak isteyebilirsiniz .