Главная Мой профиль Регистрация Выход Вход
FPGA дизайн и разработки
Понедельник
6.2.2023
06:26
Приветствую Вас Гость | RSS ВходРегистрацияГлавная
Меню сайта
Категории каталога
Мои статьи [3]
Сторонние статьи [7]
Найденное в своих ресурсах и в сети.
Главная » Статьи » Сторонние статьи

Профессионально выполненная разработка электронных устройств значительно снижает их стоимость
В современном мире производства электроники одним из главнейших факторов успеха является максимально низкая себестоимость разработанного электронного устройства. Поэтому применять заведомо избыточные, а потому и весьма дорогие решения для разработки электронного устройства – практически всегда означает занять место аутсайдера в числе ваших конкурентов-производителей, а потом и вовсе покинуть рынок. И дело тут совсем не в том, что вы будете получать меньшую прибыль от продажи какого-либо электронного устройства. Проблема возникает, когда конкуренты выкладывают свою продукцию, полностью  аналогичную вашей, с розничной ценой значительно меньше себестоимости ваших устройств, а рано или поздно это непременно происходит, если вы не задумались при заказе разработки электронного устройства над вопросами снижения себестоимости своей продукции.
 
Каким же образом можно разработать дешевое, но содержащее множество функций, современное электронное устройство? Для достижения этой цели используется микроконтроллер, стоимостью примерно от 15 центов, представляющий собой фактически полный компьютер, заключенный в корпусе всего одной маленькой микросхемы. Для микроконтроллеров фирмы Holtek имеется возможность использования бескорпусных кристаллов с масочной версией памяти программы для значительного снижения стоимости устанавливаемого на печатную плату микроконтроллера (с подробностями можно ознакомиться в этой статье). В микроконтроллере интегрированы встроенные порты ввода-вывода, тактовый генератор, арифметико-логическое устройство, аналого-цифровые преобразователи, несколько таймеров, сторожевой таймер, система запуска, система слежения за напряжением питания, широтно-импульсные модуляторы, компараторы, оперативная память, память для хранения программы, энергонезависимая память, модуль отладки программы, таймер реального времени, последовательные шины для обмена данными с другими устройствами. В зависимости от типа микроконтроллера, он может иметь встроенные аппаратные интерфейсы USB, CAN, Ethernet и другие. Некоторые типы микроконтроллеров могут иметь даже встроенные радиопередатчики, их используют для построения дешевых беспроводных датчиков охраны, температуры, давления и т.д.
 
Сейчас появились некоторые фирмы, настойчиво предлагающие разработку электронных устройств с использованием мощных процессоров ARM, BlackFin и им подобных. Очень часто такие фирмы предлагают разработать проект в рекордно короткие сроки, иногда буквально за неделю, если верить их рекламе. Чем же собственно хороши эти процессоры? Процессоры ARM используются в КПК, коммуникаторах, некоторых смартфонах. Таким образом, электронное устройство, построенное на процессоре ARM, получает потенциально возможную функциональность сравнимую с функциональностью КПК. Процессоры ARM хороши тем, что на них будет работать совершенно бесплатная операционная система Linux, которая позволит довольно легко написать несложную программу и подключить любую периферию: аудио-кодек для воспроизведения звуковых файлов, видеоконтроллер для подключения к монитору или сенсорной LCD-панели, принтер и т.д. Можно ли всё это подключить к микроконтроллеру? Можно ли на микроконтроллере написать столь же функциональную программу? Да, конечно же, в большинстве случаев можно. Только надо будет написать всю программу своими руками, то есть, в этом случае уже нет возможности использовать какую-либо готовую операционную систему,  какой-либо готовый драйвер, бесплатно выложенный в интернете, а значит, нужен толковый инженер-программист с достаточно большим опытом подобных разработок. Требуется инженер-программист, который уже давно написал свои собственные программы для разных приложений, и для которого не составит огромного труда написать еще одну программу. Впрочем, скажете вы, какое нам дело до того, кто там напишет программу, на каком языке программирования, и для какого она процессора или микроконтроллера, главное  - чтобы электронное устройство хорошо работало, и чтобы оно было конкурентоспособным по себестоимости. Вот теперь и возникают нюансы, о которых обычно как-то забывают упомянуть.
 
Дело в том, что процессор – это фактически всего лишь продвинутое арифметико-логическое устройство в отличие от полностью оснащенного микроконтроллера. И не смотря на то, что сам процессор ARM стоит до десятков раз дороже (из-за своей большей мощности, необходимой для нормального запуска операционной системы Linux), по сравнению с современным микроконтроллером, так ведь процессор ARM еще и потребует установки рядом с ним той самой периферии, которая уже интегрирована в микроконтроллер (смотрите выше). То есть процессор ARM потребует установки дорогих дополнительных микросхем оперативной и постоянной памяти, контроллеров последовательных шин, различных аппаратных интерфейсов, таймеров и т.д. Таким образом, себестоимость разработанного устройства вполне может приблизиться к стоимости КПК. Вы должны будете продавать свои электронные устройства, сравнимые по стоимости с КПК (или дороже, чтобы все-таки получать прибыль от производства),  и не бояться конкуренции. Далеко не всегда это будет возможно, если учесть, что даже крупнейшие производители продают свои производства из-за  убыточности. Вспомните двойные бренды, полученные в результате покупки производства других фирм: КПК и ноутбуки «Fujitsu Siemens», мобильные телефоны «Benq Siemens», «Sony Ericsson» и т.п. Теперь рассмотрим вопросы надежности и качества работы. Когда можно взять готовый драйвер для операционной системы Linux и применить его – это замечательно, так как позволяет сократить затраты времени и использовать для выполнения работы буквально любого начинающего студента-программиста, что и делают многие фирмы. Но что делать, если нужен нестандартный драйвер? Для его написания понадобится достаточно опытный инженер-программист, привлеченный со стороны для выполнения именно этой задачи. А если возможные ошибки (никто от них не застрахован), написанного им драйвера вскроются значительно позднее этапа тестового производства? Кто их исправит? А что делать, если стандартный бесплатный драйвер под Linux написан с ошибками и дает сбои при работе? Что делать, если необходимо питание от батареи, а процессор ARM потребляет очень большой ток? Может быть, стоит попробовать подключить автомобильный аккумулятор? А может быть проще использовать опытного инженера-программиста, но тогда и смысл применения избыточного, дорого процессора, скорее всего сразу исчезнет. Можно будет сделать разработку устройства на недорогом микроконтроллере. Почему же некоторые фирмы так не любят пользоваться услугами опытного инженера-программиста? Во-первых, ему надо платить больше, чем обыкновенному начинающему программисту без знания электроники. Во-вторых, действительно опытных инженеров-программистов не так много, как начинающих, которых можно смело менять. Вот поэтому некоторые фирмы и предпочитают разрабатывать электронные устройства, используя заведомо избыточные аппаратные решения с целью упрощения процесса программирования, чтобы в любой момент можно было взять случайного подвернувшегося студента, желающего подработать вечерами, в качестве программиста. В результате вы получаете очень дорогое по себестоимости электронное устройство с программой, кое-как написанной начинающим программистом, который через какое-то время устроится на постоянную работу и станет недоступен. Вполне возможно, что принципиальную схему и печатную плату для этого электронного устройства разработал кто-то из грамотных специалистов со стороны. В результате очень призрачной становится надежда на качественную поддержку такого электронного устройства и на исправление возможных ошибок.
 
Я вовсе не против применения процессоров ARM – это действительно мощная система, и я сам непременно использую процессор ARM или даже X86-совместимый процессор, когда возникнет соответствующая ему задача. В качестве примера, опубликованного на этом сайте, дабы не возникало ощущения, что я убежденный противник мощных процессоров,  могу предложить вашему вниманию разработанный мною Проект N20 – «Игровой автомат «Видеослот» с возможностью замены игр и встроенной защитой». В этом случае требовался достаточно мощный X86-совместимый процессор с операционной системой Linux для работы современных компьютерных видеоигр, а так же для упрощения и ускорения процесса разработки большого количества новых видеоигр. Это было вполне оправдано, так как было время, когда такие автоматы стоили по $4000 за штуку, и всем было ясно, что хороший спрос на эти автоматы не будет вечным.  Однако, два других игровых автомата (не столь требовательных к ресурсам), были разработаны мной на дешевых микроконтроллерах Microchip PIC18F452 и PIC16F877 соответственно: Проект 18 - «Игровой автомат с системой «Джек Пот» и блоком дистанционного управления и контроля» и Проект 16 - «Игровой автомат "Столб" с независимой системой игровых каналов». Я разрабатывал игровые и торговые автоматы, устройства обработки видеосигнала в реальном времени, метеостанции, системы распознавания голоса, автоматические определители номера телефона, устройства управления силовым промышленным оборудованием, бортовые автомобильные системы, системы управления и передачи данных по GSM, комплексные охранные системы и т.п. Для разработки всех вышеперечисленных устройств достаточно недорого микроконтроллера. Более того, я бы сказал, что именно микроконтроллер является оптимальным выбором для подавляющего большинства случаев.
 
Подведу резюме. Я не отрицаю надобности и целесообразности применения дорогих аппаратных решений на мощных процессорах ARM и X86 в некоторых особых, довольно редких случаях. Однако же, я категорически против их использования при разработке любого относительно несложного электронного устройства из-за повышения стоимости разрабатываемого устройства в несколько раз. Ведь разработка мною заведомо неконкурентоспособного товара принесет вред и вам - моим заказчикам, и мне, как разработчику электронных устройств, нацеленному на долгосрочные взаимовыгодные отношения со своими заказчиками. Потому, прежде чем заказать где-либо устройство с использованием процессора ARM, BlackFin или т.п., обязательно свяжитесь со мной по телефону и узнайте, можно ли разработать нужное вам устройство на недорогом микроконтроллере.

Автор статьи: разработчик электронных устройств Александр Петрович Протопопов, г. Москва.



Источник: http://www.smartelectron.ru/info01_low_cost.htm
Категория: Сторонние статьи | Добавил: Masterofdisgarmony (14.11.2008) | Автор: Админ
Просмотров: 2456 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0
Форма входа
Поиск
Друзья сайта
Статистика

Copyright MyCorp © 2023
Сайт управляется системой uCoz