Problemi di disallineamento dei componenti

La gestione dell'obsolescenza inizia nelle fasi di progettazione e definizione del prodotto.

Per comprendere i rischi associati alla selezione dei componenti durante le fasi di progettazione e definizione del prodotto, è necessario conoscere le tempistiche di sviluppo del sistema a lungo termine e sapere quando è prevista l'introduzione dei componenti da parte dell'azienda di semiconduttori.  Il disallineamento del mercato si verifica quando un sistema a lungo termine viene progettato utilizzando prodotti di mercato a breve termine o prodotti già maturi.  Il disallineamento dell'architettura si verifica quando la scelta dell'architettura del processore è chiaramente ormai vicina alla fine del ciclo di vita, di solito quando il costo del cambiamento architettonico ha posticipato un futuro inevitabile. Il disallineamento della progettazione delle schede si verifica dopo la creazione di layout di schede con prodotti di base intenzionalmente incapsulati densamente e mobili. La selezione dei componenti durante lo sviluppo è un fattore decisivo per potenziali riprogettazioni e ricertificazioni premature del prodotto. Le scelte dei componenti sono spesso influenzate dal continuo sviluppo dei prodotti, con l'obiettivo di massimizzare il potenziale delle precedenti soluzioni software e hardware.

Disallineamento del mercato: A volte la scelta del componente più agevole o più efficiente si rivela sbagliata a causa di un disallineamento del mercato. Questo scenario potrebbe realizzarsi se l'ultimo acquisto fosse pianificato e preventivato entro pochi anni dalla scelta dei componenti, ma ciò accade raramente. Ad esempio, i prodotti con driver grafico hanno una durata molto breve rispetto ai display dell'avionica militare o commerciale. Optare per un componente pensato per PC in un mercato in cui l'unico scopo di tali componenti è lo sviluppo del prodotto porterà all'obsolescenza ancor prima che vengano spedite le prime unità di produzione per i sistemi a lungo termine. Quando si deve scegliere un driver grafico in anticipo, è fondamentale considerare il costo del sistema a lungo termine e stanziare un budget per un eventuale acquisto dell'ultimo momento anticipato. Ciò si rivela necessario per salvaguardare i display dell'avionica militare o commerciale ed evitare l'obsolescenza in un mercato in cui i componenti per PC potrebbero non soddisfare i requisiti dello sviluppo del prodotto.I prodotti di memoria sono progettati per sistemi a breve termine. I maggiori fornitori di memorie hanno esaurito le scorte di DDR3. Il caso ha voluto che le DDR3 siano il tipo di memoria principale supportato dal più recente prodotto PowerPC. La progettazione di sistemi a lungo termine senza un piano di prodotto per la memoria a lungo termine è un problema. Da decenni la memoria è un prodotto in rapida evoluzione. Le innovazioni nel campo della memoria si susseguono a ritmo incalzante per tenere il passo con le esigenze dei data center e dei prodotti portatili. I sistemi a lungo termine causano un disallineamento di mercato per tutti i tipi di memoria, perché tutti i tipi di memoria sono prodotti a breve termine. 

Disallineamento dell'architettura: L'avionica commerciale è da tempo incentrata sull'architettura multi-core del processore PowerPC, grazie al controllo del funzionamento multi-core e all'esecuzione speculativa su più core del processore. I prodotti PowerPC multi-core esistenti sono già stati certificati per l'avionica commerciale e lo sviluppo del software è già dimostrato. Tuttavia, la fine dell'architettura PowerPC è all'orizzonte. È solo questione di tempo prima che il mercato dell'avionica commerciale adotti l'architettura ARM o RISCV. Ogni singolo prodotto basato su PowerPC attualmente in fase di progettazione si basa su una linea di processori di oltre dieci anni fa.

Disallineamento della progettazione della scheda: La tentazione di incapsulare la DRAM nel modo più compatto possibile è sempre in agguato. Molti sistemi dispongono di quantità variabili di DRAM, per migliorare il prodotto o per offrire diversi livelli nell'ambito di una famiglia di prodotti. Incapsulare la DRAM in uno spazio il più ridotto possibile potrebbe essere un vantaggio. Ciononostante, la sfida dei sistemi a lungo termine che durano 15-20 anni sta nel fatto che la tecnologia DRAM si evolverà in modo significativo in questo lasso di tempo. È fondamentale anticipare questo cambiamento progettando strategicamente i layout delle schede in anticipo, in modo da ridurre al minimo le necessità di modifiche future.

Domande chiave da considerare:
Qual è lo stato del ciclo di vita del componente nel corso della vita dell'applicazione?

• Quando si scelgono i componenti non si deve considerare solo la vita utile del prodotto finale, ma vanno considerate anche la data di inizio della vita del componente e le date di inizio e fine della vita del prodotto. Scegliere i componenti giusti significa sincronizzare le date dei prodotti con quelle di tutti i componenti. 

I componenti chiave del progetto sono stati ampiamente documentati?

•  Il software ha un costo di sostituzione 10 volte superiore rispetto all'hardware. I componenti controllati direttamente dal software sono più preziosi per garantire la sostenibilità di un sistema a lungo termine. In genere, tali componenti sono anche gli articoli più costosi di una distinta base. I requisiti di documentazione e archiviazione associati a questi tipi di componenti devono essere elevati per ridurre il rischio di sostenibilità del sistema a lungo termine. 

I veri file di progettazione (VHDL, Verilog, Spice-Models, Constraints, Source Test-Vectors) possono essere archiviati in fase di progettazione per permettere una ricostruzione, nel caso in cui si verifichino imprevisti?  

• Ciò riguarda i prodotti più complessi, costosi e dipendenti dal software. Per ridurre al minimo i rischi di manutenzione, è fondamentale creare un archivio che contenga tutte le informazioni rilevanti su questi prodotti. Questo archivio deve essere indipendente da qualsiasi strumento EDA e sistema operativo.

Il progetto presenta una proprietà intellettuale esclusiva?  In tal caso, la capacità di "porting" (portabilità) di tali progetti quando i componenti diventano obsoleti potrebbe essere compromessa o soggetta a nuove licenze e royalty.  

• Blocchi IP incorporati, in particolare nell'ambito di FPGA e ASIC, sono ormai comuni. Tuttavia, questi blocchi IP possono anche rendere quasi impossibile la portabilità e la sostenibilità se non ci si impegna a garantire un piano per tali prodotti.  Questo piano potrebbe consistere in un acquisto in extremis interamente finanziato o licenze IP anticipate che consentano il passaggio da una tecnologia all'altra. Fare semplicemente clic su un pulsante e incorporare i blocchi IP (presumibilmente perché è facile farlo) non è un valido piano per un sistema a lungo termine. Se i blocchi IP non sono incorporati in un piano a lungo termine in fase di progettazione, potrebbe essere impossibile farvi ricorso anni dopo per trovare una soluzione. 

In base all'esperienza di Rochester Electronics, molte aziende non effettuano praticamente nessuna pianificazione per i sistemi a lungo termine nelle fasi di progettazione, dove l'impatto sarebbe massimo. Le modalità con cui un'azienda di sistemi a lungo termine può ridurre i rischi e pianificare la longevità del sistema sono molteplici, dalla scelta dei componenti fino alla selezione dei blocchi IP. In definitiva, la collaborazione con Rochester Electronics per garantire la disponibilità del sistema a lungo termine è la soluzione migliore. 

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