De la concept la prototip — dezvoltare autonomă de produs

Dezvoltare completă a dispozitivelor electronice: schemă, layout placă, firmware, design FPGA, simulare și verificare.

Dispozitivele embedded apar rar dintr-o singură disciplină. O idee nouă necesită o schemă, schema necesită un layout de placă, layoutul necesită firmware sau design FPGA, iar toate acestea necesită în final verificare și documentație. A împărți această colaborare între mai mulți furnizori înseamnă a cumpăra interfețe — iar interfețele sunt cea mai frecventă sursă de erori.

Dezvoltarea completă autonomă înseamnă: un singur interlocutor, responsabilitate end-to-end, stare de documentație coerentă.

Cum se desfășoară un proiect complet tipic

Deși fiecare proiect este diferit, desfășurarea urmează un model recunoscut:

Înțelegerea sarcinii. Discuția inițială clarifică ce trebuie să facă dispozitivul, ce condiții la limită se aplică și ce interfețe există către sistemele existente.
Concept și specificație. Din sarcină se schițează un concept tehnic: ce platformă se potrivește, ce magistrale, ce arhitectură software. Rezultatul este un document de specificație.
Proiectarea schemei. Întocmirea schemei cu componentele alese, dimensionarea componentelor critice, simulare în punctele decisive.
Layout placă. Design PCB multistrat ținând cont de semnalele de mare viteză, EMC, evacuarea căldurii și fabricabilitate.
Firmware sau design FPGA. Implementarea logicii de control sau de procesare semnal în C/C++ pentru microcontrolere, în VHDL/SystemVerilog pentru FPGA.
Verificare și test. Simulare circuite în puncte critice, testbench-uri pentru designuri FPGA, teste hardware pe prototip.
Livrare și documentație. Cod sursă complet, schemă, date layout, listă materiale, documentație a abordării și deciziilor de design.

La nevoie preiau și coordonarea cu producătorul de serie care livrează calitatea dorită — ca în proiectul Audi (vezi referințe).

Trei discipline — dintr-o singură mână

Următoarele trei discipline se întâlnesc într-un proiect complet:

Hardware

Dezvoltare hardware

Concepție și realizare a hardware-ului electronic — de la schemă prin layout placă până la coordonarea producției în serie.

Sisteme cu microcontroler (ARM Cortex-M, ESP32, Atmel/Microchip)
Design și integrare FPGA (Xilinx Artix-7, Zynq)
Circuite analogice și digitale
Design PCB (Pulsonix, multistrat, mare viteză, EMC)
Dimensionare circuite și selecție componente
Însoțirea producției PCB și coordonare cu parteneri industriali
Punere în funcțiune și bring-up hardware

Software

Dezvoltare software

Implementarea software-ului embedded pe hardware-ul dezvoltat — de la programare bare-metal apropiată de hardware la sisteme de operare în timp real multi-nucleu.

Software embedded (C, C++, asembler)
Programare FPGA (VHDL, Verilog, SystemVerilog)
Sisteme în timp real (FreeRTOS, bare-metal, multi-nucleu)
Protocoale de comunicații (CAN, CAN FD, Ethernet, EtherCAT, I²C, SPI, MOST)
Dezvoltare drivere pentru interfețe apropiate de hardware
Bootloader, watchdog, mecanisme de actualizare firmware
Algoritmi pentru procesare semnal și reglare

Verificare

Simulare și verificare

Validarea sistematică a soluției dezvoltate — la nivel de circuit, FPGA, sistem.

Simulare circuite în domeniul timp și frecvență
Analiză Monte Carlo și studii de cel mai rău caz
Verificare FPGA cu testbench-uri în SystemVerilog
Simulare HDL (Vivado, Icarus Verilog, Verilator)
Diagramă Bode, analiză Nyquist, studii de stabilitate
Teste hardware-in-the-loop pentru sisteme integrate

Ce deosebește dezvoltarea completă de «pura codare»

Când un client caută astăzi un «dezvoltator embedded», se gândește cel mai adesea la cineva care va executa o sarcină parțială: un modul C, o componentă FPGA, un driver. Pentru asta există mulți furnizori.

Dezvoltarea completă este altceva. Necesită pe cineva care poate decide — asupra arhitecturii, selecției componentelor, interfețelor, compromisurilor între cost și funcționalitate.

Preiau dezvoltarea completă acolo unde clientul nu vrea să mențină un departament embedded propriu — și unde volumul de muncă și responsabilitatea care rezultă pot să se sprijine economic pe o singură persoană.

Forme de cooperare

Proiectele complete se realizează de regulă ca contract cu preț fix și angajament ferm de livrare. Detalii pe pagina Comandă.