如何快速設(shè)計和構(gòu)建新產(chǎn)品以滿足市場需求帶來了重大的技術(shù)挑戰(zhàn)

如果COTS板不能滿足您的需求，并且沒有時間設(shè)計自定義解決方案，則可能存在第三種方式 - 現(xiàn)有產(chǎn)品的定制工程。這就是摩托羅拉在該公司的一個通信產(chǎn)品線急需新的CompactPCI板時所做的事情。

摩托羅拉商業(yè)，政府和工業(yè)解決方案部門的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)部門看到了基于企業(yè)中語音和數(shù)據(jù)的融合日益增長。產(chǎn)品經(jīng)理確定需要一個高性能，多服務(wù)集中器，企業(yè)可以將其用于將數(shù)字語音和數(shù)據(jù)流量集成到一個單一點。

該產(chǎn)品系列，摩托羅拉Vanguard 7300系列高性能產(chǎn)品，高密度，模塊化和冗余的多業(yè)務(wù)接入和集中器設(shè)備，擴展了Vanguard系列多業(yè)務(wù)路由器。 Vanguard 7300支持數(shù)據(jù)和語音融合，同時為無線和有線通信集成奠定了基礎(chǔ)。它通過結(jié)合路由器，交換機和語音網(wǎng)關(guān)的功能，將通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合到一個單一點。 Vanguard 7300每秒可處理130,000個數(shù)據(jù)包，每個機架最多可容納4,200個數(shù)字語音端口，雙電源和CompactPCI架構(gòu)，可實現(xiàn)模塊化和可擴展性。

作為此數(shù)字通信解決方案的一部分，摩托羅拉需要使用CompactPCI接口的可選板為Vanguard 7300產(chǎn)品提供8端口，高速串行接口。該委員會旨在擴大集中器的范圍，為客戶提供替代數(shù)據(jù)路徑。由于上市時間的壓力，摩托羅拉工程集團尋找外部供應(yīng)商，而不是在內(nèi)部建立董事會。

不幸的是，沒有董事會供應(yīng)商能夠滿足公司對現(xiàn)有商業(yè)的獨特技術(shù)要求。產(chǎn)品。一些市場和工程需求導致了這一結(jié)論。 “我們的第一個問題，”Vanguard 7300工程經(jīng)理Mark Murphy解釋說，“該卡只能占用Vanguard產(chǎn)品中的一個插槽，并且必須有8個高速串行端口。我們對這些端口的初始要求是它們必須支持至少2 Mbits/s的帶寬，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)有可能增長到8到10 Mbits/s?！?/p>

外形尺寸也在選擇a供應(yīng)商。摩托羅拉決定采用CompactUCI熱插拔配置，采用6U外形。它能夠找到許多具有PMC外形的潛在卡，但不能用于6U。另一個考慮因素是串口性能。許多潛在的解決方案提供低于1 Mbit/s的串行性能，并且具有少于8個端口。 “我們需要能夠支持混合的串行協(xié)議，如果可能的話，可以同步，但異步也可以滿足我們的需求，”墨菲說。

摩托羅拉不是從零開始設(shè)計I/O板，而是尋求能夠為其設(shè)計提供基礎(chǔ)的供應(yīng)商。上市時間是一個重要的考慮因素，因此無法開發(fā)和測試新電路板。 COTS解決方案是設(shè)計團隊部署可靠，高性能產(chǎn)品的唯一途徑，可以滿足嚴格的成本和上市時間要求。

與許多通信產(chǎn)品一樣，軟件是關(guān)鍵的差異化因素。行業(yè)標準平臺可以將軟件技能和現(xiàn)有軟件組件用于新的硬件解決方案。摩托羅拉需要一個基于標準的電路板，其自定義功能可以與現(xiàn)有的Vanguard軟件配合使用。

傳統(tǒng)支持

另一個問題是繼續(xù)需要支持摩托羅拉的傳統(tǒng)通信產(chǎn)品。在存在許多不同的產(chǎn)品世代和變體的情況下，將它們聯(lián)系在一起的唯一方法通常是向前推進嚴格的兼容性要求。這種方法使客戶能夠安全地進行投資并在必要時添加增強功能和升級。

由于需要向后兼容性，高速串口設(shè)計的技術(shù)要求非常嚴格且非常具體。摩托羅拉對支持舊產(chǎn)品配置有非常嚴格的要求，因此任何第三方解決方案幾乎肯定必須在接受之前進行定制工程。對后向兼容性的需求影響了電路板設(shè)計的幾個方面。

“我們的規(guī)范要求采用獨特的引腳配置，”摩托羅拉項目工程師Irv Forbes解釋道。 “這是一種內(nèi)部配置，我們需要保持不同代產(chǎn)品的兼容性。其次，我們需要為每個端口提供單獨的時鐘模式，這通常不支持商用主板?！笔褂矛F(xiàn)成的組件無需修改即可消除對獨特引腳配置的要求。下一步是找到一個提供最佳功能集的供應(yīng)商作為進一步工作的起點。

在編寫產(chǎn)品規(guī)范后，摩托羅拉討論了各種各樣的電路板要求，并且空出來了，它預(yù)料到了。在第二輪中，設(shè)計團隊創(chuàng)建了一個由三個供應(yīng)商組成的簡短列表，其中包含滿足功能和性能要求的電路板。它與這些供應(yīng)商進行了詳細討論，討論了其剩余的工程要求，并根據(jù)SBS技術(shù)公司選擇的技術(shù)反饋，在其PMC-HS-Serial板上執(zhí)行定制工程工作，以便完成產(chǎn)品的剩余部分。 “我們合作的SBS工程師馬上就能理解我們想要實現(xiàn)的目標，并且知道如何去做，”福布斯說。

雖然SBS PMC-HS-Serial主板滿足摩托羅拉Vanguard 7300的基本技術(shù)要求，但它對設(shè)計的其他要求并不完全正確。除了摩托羅拉在產(chǎn)品兼容性方面所需的獨特引腳和時鐘特性外，PMC-HS-Serial電路板只有四個串行端口，必須重新配置以滿足6U外形尺寸，并且必須使電纜連接到由于Vanguard 7300包裝的限制，板的后部。使用現(xiàn)成的PMC需要一個現(xiàn)成的6U CompactPCI PMC載板，兩個PMC-HS-Serial板和一個定制的后面板轉(zhuǎn)換模塊。除了滿足技術(shù)要求外，SBS還將所用四塊印刷電路板的數(shù)量減少到兩塊，大大降低了制造成本，并可能提高可靠性。

這一級別的工程工作是通過SBS完成的'I/O Select程序，為CompactPCI應(yīng)用提供專用的I/O解決方案，滿足大批量生產(chǎn)要求。 I/O Select可幫助具有更高生產(chǎn)需求的SBS客戶滿足減少上市時間和降低單位成本的往往相反的要求。它通過現(xiàn)成的夾層，載板和轉(zhuǎn)換模塊的組合，立即為客戶提供大部分最終解決方案，從而立即開始軟件工程。最終的大批量定制產(chǎn)品僅包含所需的現(xiàn)成產(chǎn)品的元素，并添加了必須由更多電路板提供的定制功能。

分階段過程

摩托羅拉定義了一個重新設(shè)計SBS高速串行板的三階段流程。首先，摩托羅拉工程師希望確保滿足功能要求。然后，努力的重點是確保電路板設(shè)計修改符合工程標準，并產(chǎn)生最佳設(shè)計。最后，項目工程師在最終驗收和發(fā)布到制造之前同意了電路板的生產(chǎn)準備情況。

摩托羅拉和SBS在I/O Select計劃的支持下共同合作，重新設(shè)計了SBS PMC -HS-串行板，以滿足成本和外形要求。采用PMC模塊，SBS能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為6U外形。刪除不需要的連接器并重新配置電路板同時保留并在某些情況下增強功能是最初的設(shè)計挑戰(zhàn)，也是首先遇到的問題。最初的原型在6U外形中提供了完整的功能集。

根據(jù)福布斯的說法，定制設(shè)計中最困難的方面是時鐘要求。摩托羅拉要求八個端口獨立計時，每個端口支持幾種不同的模式和許多不同的波特率。為了滿足這一要求，SBS為每個端口設(shè)計了單獨的數(shù)字鎖相環(huán)，并設(shè)計了一個FPGA，以提供時鐘速率和端口模式的單獨配置。一旦FPGA集成到電路板中，用戶就可以單獨配置每個端口。

設(shè)計的第二個難點是需要支持熱插拔功能。雖然PMC板已經(jīng)具有PCI總線控制器，但熱插拔和將兩個PMC設(shè)計結(jié)合到最終產(chǎn)品中需要引入PCI橋。摩托羅拉和SBS工程師合作定義了這些要求，并選擇了一個商用橋，SBS能夠?qū)⑵浼傻诫娐钒逶O(shè)計中。

據(jù)摩托羅拉稱，SBS在推進工程工作后約90天內(nèi)交付了三塊原型板。在使用這些原型進行大量測試后，摩托羅拉得出結(jié)論，唯一的不足是背板中缺少接地引腳。這在董事會的下一次迭代中很容易解決，使摩托羅拉能夠在預(yù)算限制內(nèi)按時在產(chǎn)品制造和產(chǎn)品上市。摩托羅拉能夠提供詳細的設(shè)計規(guī)范以及SBS的快速響應(yīng)，證明了通過重新設(shè)計以滿足獨特需求的商業(yè)產(chǎn)品快速進入市場的可行性。