Od koncepcie k prototypu — samostatný vývoj produktu

Komplexný vývoj elektronických zariadení: schéma, layout dosky, firmvér, návrh FPGA, simulácia a verifikácia.

Embedded zariadenia zriedka vznikajú z jednej disciplíny. Nový nápad vyžaduje schému, schéma vyžaduje layout dosky, layout dosky vyžaduje firmvér alebo návrh FPGA, a to všetko vyžaduje na konci verifikáciu a dokumentáciu. Rozdeliť túto súčinnosť medzi viacerých dodávateľov znamená kupovať rozhrania — a rozhrania sú najčastejším zdrojom chýb.

Samostatný komplexný vývoj znamená: jeden kontaktný partner, end-to-end zodpovednosť, súdržný stav dokumentácie. Vy šetríte koordináciu, ja môžem rozhodovať bez konzultácie dodávateľského reťazca.

Ako prebieha typický komplexný projekt

Aj keď je každý projekt iný, priebeh sleduje rozpoznateľný vzorec:

Pochopenie úlohy. Úvodný rozhovor objasňuje, čo má zariadenie robiť, aké platia okrajové podmienky a aké rozhrania existujú k existujúcim systémom.
Koncepcia a špecifikácia. Z úlohy sa načrtne technická koncepcia: ktorá platforma sa hodí, aké zbernice, aká softvérová architektúra. Výsledkom je dokument špecifikácie.
Návrh schémy. Vytvorenie schémy so zvolenými komponentmi, dimenzovanie kritických komponentov, simulácia v rozhodujúcich bodoch.
Layout dosky. Viacvrstvový PCB návrh s ohľadom na vysokorýchlostné signály, EMC, odvod tepla a vyrobiteľnosť.
Firmvér alebo návrh FPGA. Implementácia logiky v C/C++ pre mikrokontroléry, vo VHDL/SystemVerilogu pre FPGA.
Verifikácia a test. Simulácia obvodov v kritických bodoch, testbenche pre FPGA návrhy, hardvérové testy na prototype.
Dodanie a dokumentácia. Kompletný zdrojový kód, schéma, údaje layoutu, kusovník, dokumentácia prístupu a návrhových rozhodnutí.

V prípade potreby preberám aj koordináciu so sériovým výrobcom, ktorý dodá požadovanú kvalitu — ako v projekte Audi (pozri referencie).

Tri disciplíny — z jednej ruky

Nasledujúce tri disciplíny sa stretávajú v komplexnom projekte:

Hardvér

Vývoj hardvéru

Návrh a realizácia elektronického hardvéru — od schémy cez layout dosky až po koordináciu sériovej výroby.

Mikrokontrolérové systémy (ARM Cortex-M, ESP32, Atmel/Microchip)
Návrh a integrácia FPGA (Xilinx Artix-7, Zynq)
Analógové a digitálne obvody
Návrh PCB (Pulsonix, viacvrstvový, vysokorýchlostný, EMC)
Dimenzovanie obvodov a výber komponentov
Sprievod výroby PCB a koordinácia s priemyselnými partnermi
Uvedenie do prevádzky a bring-up hardvéru

Softvér

Vývoj softvéru

Implementácia embedded softvéru na vyvinutom hardvéri — od programovania bare-metal po viacjadrové operačné systémy reálneho času.

Embedded softvér (C, C++, assembler)
FPGA programovanie (VHDL, Verilog, SystemVerilog)
Systémy reálneho času (FreeRTOS, bare-metal, viacjadrové)
Komunikačné protokoly (CAN, CAN FD, Ethernet, EtherCAT, I²C, SPI, MOST)
Vývoj ovládačov pre rozhrania blízke hardvéru
Bootloader, watchdog, mechanizmy pre aktualizáciu firmvéru
Algoritmy pre spracovanie signálov a reguláciu

Verifikácia

Simulácia a verifikácia

Systematická validácia vyvinutého riešenia — na úrovni obvodu, FPGA, systému.

Simulácia obvodov v časovej a frekvenčnej oblasti
Monte Carlo analýza a štúdie najhoršieho prípadu
FPGA verifikácia s testbenchmi v SystemVerilogu
HDL simulácia (Vivado, Icarus Verilog, Verilator)
Bodeho diagram, Nyquistova analýza, štúdie stability
Hardware-in-the-loop testy pre integrované systémy

Čo odlišuje komplexný vývoj od «obyčajného kódovania»

Keď dnes klient hľadá «embedded vývojára», myslí najčastejšie niekoho, kto vykoná čiastkovú úlohu: C modul, FPGA komponent, ovládač. Na to existuje veľa dodávateľov.

Komplexný vývoj je niečo iné. Vyžaduje niekoho, kto dokáže rozhodovať — o architektúre, o výbere komponentov, o rozhraniach, o kompromisoch medzi nákladmi a funkčnosťou.

Preberám komplexný vývoj tam, kde klient nechce udržiavať vlastné embedded oddelenie — a kde z toho vyplývajúci rozsah práce a zodpovednosť môžu ekonomicky ležať na jedinej osobe.

Formy spolupráce

Komplexné projekty sa spravidla realizujú ako zmluva s pevnou cenou a pevným prísľubom dodania. Detaily na stránke Zákazka.