Modulair ontwerp wordt steeds populairder in elektronisch ontwerp

Het moderne ontwerp van elektronische producten is veel complexer geworden dan in het verleden. Naast de opkomst van deInternet der dingen (IoT) en deIndustrieel internet der dingen (IIoT)De verwachtingen van consumenten ten aanzien van het nut, de functionaliteit en de compatibiliteit van moderne elektronica zijn hoger dan ooit. Als gevolg hiervan zijn ontwerpers, om concurrerend te blijven, gedwongen om meer functionaliteit en meer circuits toe te voegen in een kleinere ruimte, terwijl ze aanzienlijk minder tijd besteden aan het ontwikkelen en prototypen.

Voorbij zijn de dagen dat een klein ontwerpteam alle circuitproblemen in een ontwerp kon oplossen en een werkelijk uniek, op maat gemaakt product kon produceren. In zeer competitieve markten en toepassingen is het nu noodzakelijk om in zoveel mogelijk delen van het circuit commerciële kant-en-klare (COTS) componenten te gebruiken om de ontwerptijd te verkorten. Met dit in gedachten ontwerpen en produceren veel chipleveranciers en zelfs nieuwe bedrijven modules die zijn ontworpen om complete plug-and-play-oplossingen voor specifieke functies te bieden.

Figuur 1 Wi-Fi- en Bluetooth-combinatiemodules zijn nu mainstream geworden in IoT en andere communicatieontwerpen. Bron: Skylab

Het is nu bijvoorbeeld relatief eenvoudig om snel een lange lijst met modules voor Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi en andere draadloze communicatie- en detectietoepassingen te zoeken en te vinden. Als gevolg hiervan hebben ontwerpteams niet langer te maken met de uitdaging van het leren van draadloze standaarden; ze hoeven alleen maar te leren hoe ze de module en de interface met de centrale verwerkingshardware moeten programmeren.

Bovendien zijn veel modules vooraf gecertificeerd voor bepaalde normen, waardoor de vervelende stap van het certificeren van producten volgens specifieke normen wordt geëlimineerd. EMC-certificering moet echter nog steeds worden aangevraagd en doorgaans wordt aanbevolen het eindproduct grondig te testen om er zeker van te zijn dat het binnen de standaardlimieten functioneert.

Simpel gezegd: het is nu meer dan ooit belangrijk om te focussen op modulair ontwerp. Door circuits modulair te ontwerpen, kunnen ontwerpteams intern gegenereerde IP gebruiken in plaats van dat IP elders te moeten vinden. Normaal gesproken is een modulaire ontwerpbenadering vooraf complexer en tijdrovender. Maar wanneer modulaire circuits in een product worden geïntegreerd, kunnen ze veel back-endtijd besparen.

Tenslotte de soortensysteem-op-chip (SoC)Enmulti-chipmodules (MCM)producten nemen ook toe, en de geïntegreerde functies worden steeds overvloediger. Hoewel het omgaan met een SoC/MCM in een ontwerp een hele klus kan zijn, zal het op de lange termijn de moeite waard zijn als het ontwerp aanzienlijk kan worden vereenvoudigd vanuit het perspectief van externe schakelingen. Veel SoC's worden nu ook geleverd met simulatietools om modules en andere downstream-functies te helpen ontwerpen.