¿Cómo planifico un producto de largo alcance con un microcontrolador que necesita soporte a largo plazo?

Los fabricantes de FPGA dicen que si usa un 'núcleo blando', es decir, un microcontrolador escrito en VHDL, entonces ese diseño de VHDL puede implementarse en cualquier hardware FPGA programable futuro, lo que lo libera de la posibilidad de cualquier pieza particular de Hardware saliendo de producción.

Para comprar ese argumento, debe asumir que el hardware programable continuará estando disponible durante su tiempo (lo cual es probable), y continuará estando disponible en tamaños de chip, costos y voltajes que se adaptarán a su producto (que Me cuesta más creerlo. Para utilizar este enfoque, deberías aceptar que es posible que debas hacer un nuevo diseño de hardware para aceptar un nuevo paquete, lo que derrota un poco tu objeto de no realizar cambios importantes.

Mi enfoque, y mi consejo sería, aislar su procesamiento de control del resto de los circuitos en una placa pequeña y definir su propia interfaz, cuantos menos pines, mejor. Quizás SPI crea una interfaz adecuada, o un bus de nybble con datos de lectura / escritura y direcciones estroboscópicas. Luego, si el procesador elegido se vuelve obsoleto durante la vida útil del producto, solo tiene que rediseñar y probar una pequeña placa, en lugar de una gran placa con funciones de producto analógicas vitales.

Programe el procesador de control en C. Divida su código estrictamente en algoritmos genéricos y módulos de interfaz de hardware. Entonces, si ciertos bits de hardware tienen que cambiar, ha aislado la reescritura a una pequeña cantidad de módulos y no está rastreando todo su código.

Elija un voltaje adecuado, prefiero 3.3v a 5v, por ejemplo.

Cuando elige su pequeña placa de control, podría hacer peor que elegir un factor de forma que coincida con una placa Arduino o PIC dev disponible. Luego, su desarrollo y creación de prototipos se recuperan, e incluso podría comenzar la producción de baja ejecución con los módulos comprados antes de diseñar un reemplazo de menor costo.

No olvide considerar la confiabilidad de su cadena de herramientas de programación. Si hay un hardware de programación para propósitos especiales, también debe durar décadas y debe poder hablar con él. Imagine tener que desenterrar una PC DOS de 20-30 años e instalar una tarjeta ISA. ¡No se olvide de seleccionar manualmente las líneas IRQ y DMA! Alternativamente, es posible que tenga que comprar un producto de nicho costoso que ofrezca compatibilidad hacia atrás. Si necesitas modificar el software, recuerda que las herramientas y las bibliotecas del compilador también cambian, a menudo mucho más rápido que el hardware.

También considere cuánto tiempo debe funcionar la MCU. Si desea que tenga una buena oportunidad de correr durante muchas décadas, debe considerar cosas como la retención de memoria flash y las tasas de falla a largo plazo. Si vas a cambiar el chip cada ~ 15 años, no es un problema tan grande. Los fabricantes deben tener esta información. En lugar de ir barato, puede buscar MCU diseñados para aplicaciones de seguridad críticas como la industria aeroespacial o automotriz. A menudo vienen con hardware redundante y mejores garantías de calidad.

Una opción podría ser almacenar sus propias piezas de repuesto. Si compra lo suficiente, podría obtener una MCU con una ROM de máscara personalizada y evitar el problema de programación / retención de datos.

Asegúrese de que todo esté muy bien documentado. La propia MCU, el software, la asignación de memoria, el conjunto de instrucciones de la CPU, todas las interfaces eléctricas, especificaciones, etc.

Considerar seriamente la respuesta del usuario 44635. ¿Qué sucede si su suministro de piezas de repuesto se agota en 30 años y todos los reemplazos razonables tienen 1.8V de E / S? ¿O los chips más antiguos que puedes encontrar tienen CPU ARM de 32 bits (que están empezando a devorar el mercado de 8 bits)? Una placa separada le da la opción de agregar reguladores de voltaje, cambiadores de nivel y otro hardware de interfaz si sucede lo peor.

Si bien algunos fabricantes tienen un mejor registro que otros, la larga vida del producto frente a la obsolescencia de los componentes críticos se aborda en el nivel de operaciones en lugar del nivel de diseño del circuito.

Mantenga un pronóstico continuo de la cantidad de microcontroladores que necesitará. Supervisar la cadena de suministro. Cuando el fabricante anuncia el estado de NRND, usted, o sus operaciones, deben tener cosquillas en los oídos. Cuando el fabricante anuncie la próxima obsolescencia, le otorgarán el derecho de último pedido . Usted obtiene la cantidad que ha pronosticado y la almacena en un gabinete a prueba de llamas.

Esto no es infrecuente en industrias certificadas como dispositivos médicos, aviónica, defensa. He visto a gente hacer esto. Por ejemplo, un proveedor OEM X produce módulos WiFi para el campo de dispositivos médicos. El módulo utiliza un SoC de vainilla civil simple para WiFi. El SoC es producido por Broadcom para el mercado de consumo. Se espera que el SoC permanezca en producción solo por un año o dos. El proveedor OEM X es consciente de esta dinámica. Adquieren 10 años de estos SoC. El proveedor OEM X cobra prima por una pieza con una larga vida útil garantizada del producto. Los clientes de OEM evitan la costosa re-certificación de su producto.

Por lo general, los dispositivos que requieren soporte a largo plazo se fabrican en cantidades relativamente pequeñas.

Un enfoque alternativo es utilizar la parte más genérica que pueda encontrar, y en el caso de las MCU es el 8051 y sus variantes. Existen muchas fuentes para ello, incluso un clon de núcleo de código abierto, las herramientas de desarrollo están disponibles para cualquier plataforma desde DOS a Windows 10. Si bien Microchip es digno de encomio por su compromiso, no es posible predecir el apetito corporativo por las fusiones y adquisiciones y su impacto en las líneas de productos y el PIC solo tiene una fuente.

Microchip es probablemente su mejor opción si necesita piezas compatibles con pin. Han sido muy lentos en retirar completamente incluso los productos de venta lenta, como la serie OTP 17, y, como dice Olin, Sanghi ha expresado una filosofía corporativa de mantener el suministro a través del auge y la caída, así como la disponibilidad continua de piezas, que también es muy importante (una parte que no puede obtener durante 52 semanas, como nos ha pasado a algunos de nosotros con proveedores como M * t **** a, bien podría haberse descontinuado por completo). La caída de las ventas puede desencadenar la obsolescencia de las piezas, pero también los cambios en el proceso son un factor. Microchip posee sus propias marcas y puede almacenar chips en forma de oblea incluso si retiran un proceso. Las empresas fabless deben usar cualquier proceso que puedan obtener de los fundamentos.

Definitivamente, evite todo lo que esté de moda. No es raro encontrar piezas que sean EOL después de unos años. Es difícil de cuantificar, pero no se esperaría que las partes que se usan en los teléfonos celulares duren tanto tiempo. Una parte que ha existido durante 5 años y se está vendiendo en volumen a una base de clientes estable y amplia (no solo a 3 fabricantes de tabletas) es una apuesta mejor que un nuevo chip que tiene una gran demanda en este momento, a pesar de haber pasado 5 años. Vida del producto ya. En el caso de piezas que requieran pruebas de calificación (como pruebas de radiación) e incluso cambios en el empaque pueden poner en peligro eso, puede hacer una compra de por vida.

Para bien o para mal, hay muy pocas partes de microcontroladores que tienen una segunda fuente verdadera, y las que sí lo tienen (como las partes de núcleo 8051) no son tan atractivas en rendimiento o costo.

Como sugerencia inmediata, sugeriría considerar el proceso de diseño completo con dos partes bastante similares (por ejemplo, dos chips ARM de un tipo de núcleo similar) pero de fabricantes diferentes y califica ambos . Eso solo agregaría una pequeña cantidad al costo total si todo se hiciera por adelantado pero daría mucha más confianza en el suministro continuo. El inconveniente es que cada revisión requiere pruebas en ambas partes, y la que se elija como fuente principal tendrá más historial de campo.

La solución más simple es tener suficientes piezas de repuesto almacenadas para proporcionar el tiempo requerido. Si su parte tiene un MTTF de 10 años, y necesita proporcionar soporte durante 100 años, debe almacenar 10 de ellos. Si necesita proporcionar este soporte a 100 "estaciones", entonces necesita un total de 1,000. Para asegurarse de que estas partes estén disponibles cuando sea necesario, obviamente debe almacenarlas en varios lugares "seguros". Si el costo de esta "póliza de seguro" es razonable, puede duplicarlo para solucionar cualquier falla inesperada .