Los módulos integrados, a veces llamados computadora en módulos (COM) o sistema en módulos (SOM), son los componentes básicos del mundo integrado. El uso de módulos alivia muchos de los desafíos que enfrentan los ingenieros y gerentes de proyectos al diseñar aplicaciones complejas. Algunos de los obstáculos y costos asociados con el diseño de plataformas informáticas complejas (cualificación, tiempo de diseño y desarrollo, costos de producción) se pueden superar mediante el uso de módulos integrados listos para usar.
Los módulos integrados, a veces llamados computadora en módulos (COM) o sistema en módulos (SOM), son los componentes básicos del mundo integrado.
El uso de módulos alivia muchos de los desafíos que enfrentan los ingenieros y gerentes de proyectos al diseñar aplicaciones complejas. Algunos de los obstáculos y costos asociados con el diseño de plataformas informáticas complejas (cualificación, tiempo de diseño y desarrollo, costos de producción) se pueden superar mediante el uso de módulos integrados listos para usar.
El siguiente artículo explora algunos de estos desafíos y detalla cómo y dónde puede ahorrar dinero al elegir comprar módulos probados previamente en lugar de construir un sistema desde cero.
Ahorrar dinero, minimizar el riesgo y llevar los productos al mercado más rápido a menudo no se ajusta a la realidad. La tecnología es cada vez más compleja. Los tiempos de desarrollo más largos requieren más recursos de desarrollo, mayor riesgo de diseño y costos de desarrollo más altos. Al mismo tiempo, sin embargo, se están recortando los recursos de desarrollo o más empleados se están trasladando a los departamentos de software.
La porción de software del producto representa una parte cada vez mayor y, a menudo, en realidad representa la competencia central del usuario o la aplicación. Esta situación se ve agravada por el hecho de que el ciclo de vida del producto de 10 a 15 años se ha reducido a 5 a 8 años en la actualidad. Esto significa que es necesario desarrollar o revisar más productos en un período de tiempo más corto.
Además, es cada vez más importante llevar los productos al mercado de manera oportuna, lo que en realidad solo se puede lograr mediante el uso de diseños modulares. La comunidad de usuarios x86 se ha basado únicamente en módulos o placas estándar durante muchos años. La integración aquí es la excepción absoluta.
*Opción modular sobre diseño integrado*
Las preocupaciones de que el diseño modular es más caro que el diseño integrado suelen ser infundadas o se basan en una comprensión errónea del diseño modular. ¿Cuándo se recomienda el diseño modular o cuándo es la única forma de desarrollar un producto?
Cuando la experiencia técnica interna y el ancho de banda se hacen realidad (especialmente para diseños muy complejos), un enfoque modular es la forma más fácil de resolver este problema, a menos que subcontrate el proyecto por completo. Puede ser un método económico. El diseño modular ayuda a entregar los productos a tiempo, incluso cuando hay cuellos de botella en los recursos.
Ahorre tiempo en hardware y software
Al observar los pasos individuales del proceso de diseño, los beneficios del diseño modular son evidentes. Por supuesto, el tiempo que puede ahorrar utilizando un diseño modular es esencial. El módulo del procesador ya está terminado y probado, por lo que tiene los componentes clave de su diseño de hardware incluso antes de comenzar su proyecto. Esto facilita el diseño de la placa de aplicación y permite un desarrollo más rápido.
Parte del circuito se puede deducir del diseño de referencia del kit de inicio. Esto le permite diseñar su placa de aplicación de forma más rápida y fiable.
También puede ahorrar tiempo en el lado del software. Los controladores de software clave se proporcionan con el módulo y están listos para usar. Esto significa que la plataforma de destino ya está disponible y el desarrollo del software puede comenzar desde el primer día. Para que pueda hacer ingeniería paralela real. A menudo se requieren pruebas de rendimiento antes de tomar las decisiones finales de diseño. Por lo general, esto también se puede hacer en módulos, lo que reduce aún más el tiempo de desarrollo.
Reducción de costos en el diseño de placas de circuito
Como regla general, la placa de circuito es otro factor de costo importante. En este sentido, hay que tener en cuenta que la configuración de la placa de circuito está siempre determinada por los elementos estructurales o de conmutación más complejos. Por ejemplo, un procesador Freescale® QorIQTM con 1,2 GHz de velocidad y memoria DDR3 requiere microvías y una estructura multicapa de al menos 10 o 12 capas. En un diseño modular, la placa portadora o de aplicación suele tener un nivel más bajo de complejidad y se puede implementar más fácilmente con 2 a 4 capas menos.
Al evaluar el costo de los enchufes adicionales en un diseño modular en comparación con un diseño integrado solo desde este aspecto, uno puede calcular rápidamente que también hay un ahorro de costos aquí o que no hay costos de materiales adicionales.
matemáticas de la placa de circuito
El precio promedio de una placa de circuito de 12 capas de 6,9″ x 4,7″ (175 mm x 120 mm) es de alrededor de $30 en cantidades moderadas. Mediante el uso de módulos, la estructura multicapa se puede reducir a 8 capas o menos. Una placa de circuito de 8 capas cuesta alrededor de $21 a $23 por la misma cantidad.
Un conjunto de conectores de acoplamiento para módulos TQ con procesadores QorIQ cuesta entre $7 y $9 por unidad. Por lo tanto, el uso de los módulos no genera costos adicionales de material. Una placa de aplicación simple definitivamente requiere menos rediseño que una placa muy compleja. Esto no solo genera costos adicionales, sino que también introduce retrasos en el tiempo. Esto puede generar más costos.
En términos de disponibilidad a largo plazo, los dispositivos de almacenamiento son el componente más crítico en las aplicaciones de procesadores actuales. En el caso de los productos, esto significa que es probable que sea necesario rediseñarlos en la mitad de su ciclo de vida debido a los módulos de memoria descontinuados. Cuando se usan módulos, esto es responsabilidad del productor del módulo, lo que reduce aún más los costos a lo largo del ciclo de vida del producto.
interés de inversión
A medida que disminuyan los costos generales de desarrollo, los intereses pagados por estas inversiones también disminuirán. Si espera ahorrar hasta $135,000 en costos de desarrollo, una tasa de interés baja del 5% significa un costo adicional de $6,750 por año.
Dado que muchos clientes utilizan los módulos, cada cliente se beneficia de la cantidad excedente generada por el proveedor del módulo. Además, el uso del módulo en otros productos, es decir, en grandes cantidades, abre más espacio para la negociación de precios. Además de los costos puros de desarrollo, puede requerir inversiones continuas para adquirir las herramientas adecuadas para el desarrollo, la fabricación y los equipos de prueba.
Minimizar el riesgo
Otro factor clave que influye en las implementaciones actuales es la minimización de riesgos. Riesgo significa tiempo y costo. El diseño modular hace que el diseño de la placa de aplicación sea mucho más simple y, por lo tanto, el riesgo de un eventual rediseño es mucho menor.
La razón por la que los módulos integrados normalmente necesitan ser rediseñados durante su ciclo de vida es debido a la ubicación de los módulos de memoria en el módulo integrado. Mitigar el riesgo y completar el desarrollo de manera oportuna juegan un papel importante para contribuir al éxito comercial de un producto. Otra razón para usar el diseño modular: desarrolladores con diseños cada vez más ambiciosos.
calculadora de diseño
Al elegir ejemplos con diagramas concretos y examinar cada paso desde la idea hasta la vida del producto en detalle, puede determinar los beneficios del diseño modular y cómo podría ser beneficioso en su caso particular. Los ejemplos que se muestran en estas páginas usan el procesador Freescale i.MX6 para comparar.
etapa conceptual
En la fase de concepto, el análisis de los componentes utilizados, la determinación de la disponibilidad a largo plazo, los conceptos DfX (Diseño para X), los estudios de viabilidad y los requisitos de tiempo y personal dieron como resultado aproximadamente 70 000 para un diseño promedio que usa el procesador i.MX6. cuesta dólares. Para un diseño modular (diseño de placa de aplicación), $27 000 suele ser suficiente para el presupuesto de la fase de concepto.
Preparación esquemática
La preparación de los esquemas para la placa de aplicación costará aproximadamente $6500, especialmente si tiene esquemas preexistentes y probados disponibles en el kit de inicio. Una vez que se integra el procesador, el esquema se vuelve bastante complejo y normalmente cuesta alrededor de $25,000 a $30,000.
disposición
Cuando se trata de diseño, la diferencia es aún más pronunciada. Los tableros de aplicación son claramente más fáciles de ensamblar en un diseño modular, por lo que $13,500 a $15,000 por lo general son suficientes. Sin embargo, la consolidación puede fácilmente duplicar los costos.
creación de prototipos
En la creación de prototipos, el valor del diseño modular e integrado generalmente no difiere significativamente. Sin embargo, si necesita adquirir nuevos equipos, puede marcar una gran diferencia aquí.
Conductores de pago en diseño integrado
El fabricante proporciona los módulos con controladores específicos y BSP incluidos. Agregue al menos una etiqueta de precio de $ 50,000 si necesita crear una dinámica de diseño integrada para el diseño en sí.
Administrar los costos de la lista de materiales
Los costos de la lista de materiales se reducen por el costo de los componentes dentro del módulo y las placas de circuito más asequibles, pero aumentan por el costo de los conectores adicionales.
Equipo de prueba y ensayo
El costo de producción en sí no es muy diferente, pero el costo de prueba es muy diferente. Como regla general, los diseños integrados requieren equipos de prueba más complejos, con un costo de hasta $60,000.
*Proporcionar disponibilidad continua del producto*
Uno de los principales factores para decidir entre el diseño integrado y el diseño modular es si los componentes seguirán estando disponibles después de 10 años si se utiliza el diseño integrado.
Certificación
¿Qué se necesita para obtener la certificación médica (DIN EN ISO 13485) o aeronáutica (EN ISO 9001) La compra de módulos ya certificados ahorra mucho tiempo y dinero en el proceso de desarrollo.
Conclusión
Los ejemplos de este artículo muestran que el costo adicional de desarrollo y calificación del producto puede sumar rápidamente entre $250 000 y $300 000 para un diseño integrado. y cargos por intereses. El punto de equilibrio en el que la versión integrada parece ser más asequible se puede calcular muy rápidamente. Una vez que decida que el uso de módulos en lugar del diseño integrado es el enfoque correcto, puede comenzar a buscar el proveedor y los módulos adecuados que satisfagan sus necesidades. Buena suerte.
¿Necesita ayuda para tomar una decisión?
TQ-USA se encuentra en:
www.convergencepromotions.com/…