元器件選型的適配原則是什么

停產(chǎn)管理，從設(shè)計和產(chǎn)品定義階段開始

要了解設(shè)計和產(chǎn)品定義階段與元器件選擇相關(guān)的風險，需要深入了解長期系統(tǒng)開發(fā)的時間表以及原廠何時推出迭代產(chǎn)品。當使用短周期市場產(chǎn)品或已經(jīng)成熟的產(chǎn)品設(shè)計長生命周期系統(tǒng)時，就容易出現(xiàn)供貨問題。例如，選型時處理器架構(gòu)就臨近停產(chǎn)，則必然會帶來系統(tǒng)成本的上升，并影響未來產(chǎn)品的迭代。再如使用一些常見商業(yè)級器件進行密集布板，會導(dǎo)致電路板設(shè)計的選型不當。如果不想在樣機階段就花成本重新設(shè)計和重新認證，那么選擇合適的元器件很有必要。在產(chǎn)品演進過程中，合適的元器件選型還可以最大限度地發(fā)揮舊軟件和硬件解決方案的潛力。

市場供應(yīng)匹配：如果市場錯位，最有效的元器件選型往往是錯誤的選擇。有時項目定型不久，就要面對芯片停產(chǎn)前的“最后一次采購”。例如，在軍用或商用航空電子顯示器里，圖形驅(qū)動器芯片的市場壽命就非常短。類似的，如果研發(fā)中選擇了一些面向PC應(yīng)用的芯片，那么量產(chǎn)前就有可能面對芯片停產(chǎn)問題。在預(yù)先選擇圖形驅(qū)動程序產(chǎn)品時，考慮長期系統(tǒng)成本并為“最后一次購買”分配預(yù)算至關(guān)重要。這對于保護軍用或商用航空電子顯示器并避免在面向PC的元器件可能無法滿足產(chǎn)品開發(fā)要求的市場中過時是必要的。

架構(gòu)選擇：商業(yè)航空電子設(shè)備長期以來一直采用PowerPC處理器多核架構(gòu)，因為它可以控制多核操作和跨多個處理器核心的推理機制?，F(xiàn)有的多核PowerPC產(chǎn)品已通過商業(yè)航空電子設(shè)備認證，并且軟件開發(fā)也得到了驗證。然而，PowerPC架構(gòu)的終結(jié)即將到來。商用航空電子市場采用ARM或RISCV作為架構(gòu)只是時間問題。PowerPC處理器已經(jīng)面世十幾年了，現(xiàn)在仍有一些處于設(shè)計中的方案在使用這些產(chǎn)品，這無異于一次冒險。

主板設(shè)計兼容：DRAM總是存在嘗試更緊湊的封裝。許多系統(tǒng)都具有不同數(shù)量的DRAM，以增強其產(chǎn)品或在產(chǎn)品系列中提供層級。將DRAM封裝到盡可能小的空間中可能是一個優(yōu)勢。然而，這對持續(xù)15-20年的長壽命系統(tǒng)來說則是個挑戰(zhàn)。通過預(yù)先戰(zhàn)略性地設(shè)計電路板布局來提前考慮這種變化至關(guān)重要，從而最大限度地減少未來修改的需求。

處理器與存儲器兼容：內(nèi)存產(chǎn)品是為短周期系統(tǒng)而設(shè)計的。幾十年來，內(nèi)存一直是一款快速發(fā)展的產(chǎn)品。為了滿足數(shù)據(jù)中心的需求和便攜式產(chǎn)品的需求，內(nèi)存創(chuàng)新的步伐迅速加快。而內(nèi)存供應(yīng)商通常不會備有停產(chǎn)型號的庫存，如DDR3。巧合的是，DDR3是最新PowerPC產(chǎn)品支持的主要內(nèi)存類型。在沒有預(yù)先制定長期內(nèi)存產(chǎn)品供應(yīng)計劃的情況下設(shè)計長期系統(tǒng)是一個問題。長期系統(tǒng)與所有內(nèi)存類型都存在市場錯位，因為所有內(nèi)存類型都是短期產(chǎn)品。

要考慮的關(guān)鍵問題：在應(yīng)用程序的生命周期中，元器件的生命周期狀態(tài)如何？

在元器件選型時，不僅需要考慮最終產(chǎn)品的生命周期，還必須考慮元器件生命周期。選擇正確的元器件意味著產(chǎn)品市場壽命與所有元器件的生命周期保持一致。

設(shè)計中的關(guān)鍵元器件是否有全面記錄？

軟件的變更成本大約是硬件的10倍。任何由軟件直接控制的元器件對于保持系統(tǒng)的長期運行來說都是最有價值的。這些元器件通常也是BOM中價格最高的項目。必須提高與這些類型元器件相關(guān)的文檔和存檔要求，以減輕長期系統(tǒng)維護風險。

真實的設(shè)計文件（VHDL、Verilog、Spice-Models、Constraints、Source Test-Vectors）能否在設(shè)計階段存檔，以便在發(fā)生意外情況時提供重建的機會？

這涉及最復(fù)雜、最昂貴且依賴軟件的產(chǎn)品。為了最大限度地降低維護風險，創(chuàng)建包含這些產(chǎn)品所有相關(guān)信息的檔案至關(guān)重要。該存檔應(yīng)該獨立于任何EDA工具和操作系統(tǒng)。

設(shè)計是否包含專有知識產(chǎn)權(quán)？如果是這樣，當元器件過時時，此類設(shè)計的可移植性較低，或者需要重新授權(quán)和版稅。

嵌入式IP模塊（尤其是在FPGA和ASIC內(nèi)）很常見。然而，如果不努力確保為這些產(chǎn)品制定管理計劃，這些IP模塊也會使可移植性和可持續(xù)性幾乎不可能實現(xiàn)。該計劃可能必須是一次全額出資的最后一次購買或預(yù)先獲得IP許可證，從而允許從一種技術(shù)移植到另一種技術(shù)。簡單地單擊一個按鈕并合并IP模塊（大概是因為這樣做很容易）但并不是一個可靠的長期系統(tǒng)計劃。如果在設(shè)計階段沒有將 IP模塊納入長期計劃，那么幾年后可能無法再尋找補救解決方案。

根據(jù)羅徹斯特電子的經(jīng)驗，許多公司在影響最大化的設(shè)計階段幾乎沒有對長期系統(tǒng)進行任何此類規(guī)劃。從元器件選型，到IP模塊選擇，長期系統(tǒng)產(chǎn)品的制造商可以通過多種方式降低風險并安排系統(tǒng)壽命。與羅徹斯特電子合作以確保系統(tǒng)的長期可用性是最佳解決方案。

編輯：黃飛