Mill-kunċett sal-prototip — żvilupp ta' prodott indipendenti

Żvilupp komplet ta' apparat elettroniku: skema, layout tal-bord, firmware, disinn FPGA, simulazzjoni u verifika.

L-apparat embedded rari jirriżulta minn dixxiplina waħda. Idea ġdida teħtieġ skema, l-iskema teħtieġ layout tal-bord, il-layout jeħtieġ firmware jew disinn FPGA, u dan kollu fl-aħħar jeħtieġ verifika u dokumentazzjoni. Li wieħed jaqsam din il-kollaborazzjoni bejn diversi fornituri jfisser li jixtri interfaċċi — u l-interfaċċi huma s-sors l-aktar frekwenti ta' żball.

Żvilupp komplet indipendenti jfisser: persuna ta' kuntatt waħda, responsabbiltà end-to-end, stat ta' dokumentazzjoni koerenti.

Kif jimxi proġett komplet tipiku

Għalkemm kull proġett huwa differenti, l-andament isegwi mudell rikonoxxibbli:

Fehim tax-xogħol. It-taħdita inizjali tikkjarifika x'għandu jagħmel l-apparat, liema kundizzjonijiet ta' kontorn japplikaw u liema interfaċċi jeżistu lejn sistemi eżistenti.
Kunċett u speċifikazzjoni. Mix-xogħol jiġi mfassal kunċett tekniku: liema pjattaforma tadatta, liema xarabanks, liema arkitettura tas-software. Ir-riżultat huwa dokument ta' speċifikazzjoni.
Disinn tal-iskema. Tfassil tal-iskema bil-komponenti magħżula, dimensjonament tal-komponenti kritiċi, simulazzjoni fil-punti deċiżivi.
Layout tal-bord. Disinn PCB b'diversi saffi b'kunsiderazzjoni tas-sinjali ta' veloċità għolja, EMC, dispersjoni tas-sħana u manifatturabbiltà.
Firmware jew disinn FPGA. Implimentazzjoni tal-loġika ta' kontroll f'C/C++ għal mikrokontrolluri, f'VHDL/SystemVerilog għal FPGA.
Verifika u test. Simulazzjoni ta' ċirkwiti f'punti kritiċi, testbenches għal disinji FPGA, testijiet tal-hardware fuq il-prototip.
Konsenja u dokumentazzjoni. Kodiċi sors komplet, skema, dejta tal-layout, lista tal-materjali, dokumentazzjoni tal-approċċ u tad-deċiżjonijiet ta' disinn.

Fejn meħtieġ nieħu wkoll il-koordinament mal-manifattur tas-serje li jikkunsinja l-kwalità mixtieqa — bħal fil-proġett Audi (ara referenzi).

Tliet dixxiplini — minn id waħda

It-tliet dixxiplini li ġejjin jiltaqgħu fi proġett komplet:

Hardware

Żvilupp tal-hardware

Disinn u realizzazzjoni tal-hardware elettroniku — minn skema permezz ta' layout tal-bord sal-koordinament tal-produzzjoni f'serje.

Sistemi b'mikrokontrollur (ARM Cortex-M, ESP32, Atmel/Microchip)
Disinn u integrazzjoni FPGA (Xilinx Artix-7, Zynq)
Ċirkwiti analogi u diġitali
Disinn PCB (Pulsonix, b'diversi saffi, veloċità għolja, EMC)
Dimensjonament ta' ċirkwiti u għażla ta' komponenti
Akkumpanjament tal-produzzjoni PCB u koordinament ma' sħab industrijali
Tqegħid fis-servizz u bring-up tal-hardware

Software

Żvilupp tas-software

Implimentazzjoni ta' software embedded fuq il-hardware żviluppat — mill-ipprogrammar bare-metal qrib il-hardware sa sistemi operattivi ta' ħin reali multi-core.

Software embedded (C, C++, assembler)
Programmar FPGA (VHDL, Verilog, SystemVerilog)
Sistemi ta' ħin reali (FreeRTOS, bare-metal, multi-core)
Protokolli ta' komunikazzjoni (CAN, CAN FD, Ethernet, EtherCAT, I²C, SPI, MOST)
Żvilupp ta' drivers għal interfaċċi qrib il-hardware
Bootloader, watchdog, mekkaniżmi ta' aġġornament tal-firmware
Algoritmi għal pproċessar tas-sinjali u regolazzjoni

Verifika

Simulazzjoni u verifika

Validazzjoni sistematika tas-soluzzjoni żviluppata — fil-livell ta' ċirkwit, FPGA, sistema.

Simulazzjoni ta' ċirkwiti fid-dominju tal-ħin u tal-frekwenza
Analiżi Monte Carlo u studji tal-agħar każ
Verifika FPGA b'testbenches f'SystemVerilog
Simulazzjoni HDL (Vivado, Icarus Verilog, Verilator)
Dijagramm Bode, analiżi Nyquist, studji ta' stabbiltà
Testijiet hardware-in-the-loop għal sistemi integrati

X'jiddistingwi l-iżvilupp komplet mill-«kodifikar pur»

Meta llum klijent ifittex «żviluppatur embedded», ħafna drabi jaħseb f'xi ħadd li se jeżegwixxi xogħol parzjali: modulu C, komponent FPGA, driver. Għal dan hemm ħafna fornituri.

L-iżvilupp komplet huwa xi ħaġa oħra. Jeħtieġ xi ħadd li jista' jiddeċiedi — dwar arkitettura, għażla ta' komponenti, interfaċċi, kompromessi bejn kostijiet u funzjonalità.

Naċċetta żvilupp komplet fejn il-klijent ma jridx iżomm dipartiment embedded propju — u fejn l-ammont ta' xogħol u r-responsabbiltà li jirriżultaw jistgħu jistrieħu ekonomikament fuq persuna waħda.

Forom ta' kollaborazzjoni

Il-proġetti sħaħ normalment jitwettqu bħala kuntratt bi prezz fiss b'wegħda soda ta' kunsinna. Dettalji fil-paġna Inkarigu.