Tipps für das Management des Hardware-Entwicklungslebenszyklus

Das Design von Leiterplatten ist wie ein wunderbares Puzzle, doch jeder Hardware-Entwicklungszyklus kann komplex sein und mehrere Mitwirkende involvieren. Hier erfahren Sie, wie Sie den Prozess kontrollieren können.

Wenn ich mit einem neuen Projekt beginne, weiß ich, dass es Zeit ist, alle in meinem Team auf den gleichen Stand bezüglich der Anforderungen an die Platine und der gesamten Plattformanforderungen zu bringen. Vieles von dem, was wir heutzutage tun, ist mehr als nur Layout; wir mussten uns mit eingebetteter Firmware, der Überwachung der Herstellung und der direkten Schnittstelle zu Endkunden befassen, um sicherzustellen, dass die Projektanforderungen erfüllt werden. Jeder Beteiligte benötigt Zugang zum gleichen Satz an Entwurfsdaten (einschließlich Code!), um den Fortschritt während eines Projekts messen zu können.

Wenn Sie einen Hardware-Entwicklungszyklus ohne Neugestaltungen oder fehlgeschlagene Platinenläufe durchstehen möchten, dreht sich alles darum, wie Sie zusammenarbeiten, besonders wenn Sie in einem entfernten PCB-Design-Team arbeiten. Hier sind einige einfache Management- und Kollaborationsstrategien, denen Sie folgen sollten, um erfolgreich durch die Entwurfszyklen zu kommen.

Der Hardware-Entwicklungszyklus für Leiterplatten

Den Hardware-Entwicklungszyklus zu durchlaufen und ein Projekt erfolgreich zum Abschluss zu bringen, ist keine leichte Aufgabe, besonders wenn man mit einem entfernten Team arbeitet. Einfachere Projekte können an einen Auftragnehmer oder einen einzelnen Designer ausgelagert werden, aber komplexe Projekte erfordern viel Arbeit, damit das Projekt erfolgreich ist.

Ein typischer Hardware-Entwicklungszyklus ist unten dargestellt. Beachten Sie, dass nur eine dieser Phasen das eigentliche PCB-Design umfasst; zwei dieser Phasen befassen sich ganz mit dem Sammeln und Analysieren von Anforderungen, und die letzte Phase konzentriert sich darauf, das Produkt gebaut und getestet zu bekommen. Während des gesamten Prozesses müssen Sie mit mehreren Stakeholdern zusammenarbeiten, um ein komplexes Projekt erfolgreich abzuschließen. Lesen Sie weiter, um einige Tipps für den Erfolg in diesen Bereichen zu sehen.

Vollständige Anforderungen frühzeitig erhalten

Vielleicht ist die wichtigste Gruppe im Produktentwurfsprozess Ihre Kunden und Endbenutzer. Wenn Sie möchten, dass ein Hardware-Entwicklungszyklus ein nützliches Produkt hervorbringt, das ordnungsgemäß funktioniert, müssen Sie deren Produktanforderungen sammeln, bevor Sie mit einem Design beginnen. Das mag wie eine einfache Aufgabe klingen, aber wenn Sie eine einfache Produktanforderung verpassen, könnten Sie sich auf ein umfangreiches Redesign einstellen.

Hier sind einige Bereiche, in denen Sie vollständige Anforderungen vom Endkunden oder Benutzer sammeln sollten:

• Gewünschte technische Spezifikationen. Dinge wie Batterielebensdauer/Stromverbrauch, Anforderungen an die Signalintegrität, einzigartige Komponenten oder deren Platzierung auf der Platine und sogar einfache Dinge wie Anzeige-LEDs oder die Größe der Platine sollten früh definiert werden. Klassifizieren Sie diese Punkte in Muss- und Kann-Anforderungen.

• Erforderliche Komponenten. Der Endkunde oder die technischen Spezifikationen können vorschreiben, dass Sie eine bestimmte Komponente als Ihren Prozessor verwenden müssen (z.B. spezifischer MCU oder SoC). Wenn Sie wissen, dass Sie diese Komponenten benötigen, und Sie überprüft haben, dass sie vorrätig sind, können Sie sich frühzeitig in die Spezifikationen vertiefen und sehen, wo sie in das Endprodukt passen. 

• Plattformanforderungen. Wenn Sie ein eingebettetes System entwickeln, müssen Sie möglicherweise einen ganz anderen Satz von Anforderungen sammeln, die sich darauf beziehen, wie Ihr System mit einer größeren Plattform oder Anwendung interagieren muss. 

• Benutzererfahrung. Was wird der Endbenutzer dieses Produkts erwarten? Dies ist eine wichtige Frage, die gestellt werden muss, da sie die technischen Anforderungen beeinflussen wird. Sie kann sogar einen neuen Weg zur Erstellung des Designs aufzeigen oder es kann erforderlich sein, einige technische Spezifikationen erneut zu überprüfen. Klassifizieren Sie auch die Anforderungen an die Benutzererfahrung als Muss- oder Kann-Anforderungen.

• Erweiterbarkeit. Die Softwarewelt ist großartig darin, auf Erweiterbarkeit zu designen, weil es so einfach ist, neue Funktionen zu einer Software hinzuzufügen. Das ist bei Hardware nicht immer der Fall. Für Erweiterbarkeit zu designen bedeutet, das System so zu gestalten, dass es zusätzliche Funktionen aufnehmen kann, wenn sie benötigt werden. Etwas so Einfaches wie das Platzieren zusätzlicher Schalter, lötfähiger Jumper oder Steckverbinder auf ungenutzten Pins ermöglicht es Ihrem Endbenutzer, zusätzliche Verbindungen herzustellen oder das Design in Zukunft zu modifizieren.

Manchmal wissen der Endkunde oder Benutzer nicht genau, was sie in ihrem neuen Produkt wollen oder benötigen. Ich stelle fest, dass dies passiert, wenn der Endkunde kein Hardware-Ingenieur ist, sodass die Kommunikation technischer Daten an sie nicht so nützlich ist, um die Antworten zu erhalten, die Sie benötigen. Kommunizieren Sie stattdessen PCB-Designoptionen an diese Gruppe von Stakeholdern in Bezug auf die Endbenutzererfahrung, anstatt was es elektrisch bedeutet. Dies hilft dem Endbenutzer, feste Entscheidungen darüber zu treffen, was sie im Endprodukt wollen.

Nachdem Sie die Produkt- und Benutzererfahrungsanforderungen gesammelt haben, ist es an der Zeit, mit Ihren PCB-Design-Tools ein echtes Produkt zusammenzustellen. Sie sind offiziell in die Designphase eingetreten. Hier sind einige Strategien, die ich gefunden habe, die dabei helfen, alle produktiv zu halten und die Gesamtentwurfszeit zu reduzieren.

Entwicklungsboards während des Designs verwenden

Immer wenn wir ein eingebettetes System mit einem zentralen MCU/FPGA und mehreren ICs erstellen müssen, kaufen wir immer ein Entwicklungsboard für jede Komponente. Diese Boards sind genau dafür konzipiert, die benötigten Komponenten mit minimalen Signalintegritätsproblemen zu unterstützen. Dies bietet eine einfache Möglichkeit, mit der Programmierung des Host-Controllers zu beginnen und zu überprüfen, ob verschiedene Komponenten im System die gewünschte Benutzererfahrung liefern werden.

Sobald Sie alles auf Entwicklungsboards qualifiziert haben, ist es viel einfacher, Ihren Code auf einen Prototypen zu übertragen und mit der Behebung von Fehlern in Ihrem fertigen System zu beginnen. Dies kann auch Ihren Ingenieuren helfen, funktionale Testanforderungen für ein neues Produkt zu entwickeln, bevor sie mit einem Hersteller zusammenarbeiten.

Zentralisieren Sie Kommunikation und Teilen

Da die Kommunikation im Front-End bei einem erfolgreichen Hardware-Entwicklungszyklus so wichtig ist, sollten Ihr Team und die Projektbeteiligten eine zentralisierte Lösung für die Kommunikation nutzen. Chat-Tools wie Skype sind großartig für schnelle Chats und informelle Updates, aber komplexe Designs benötigen oft einige Fragen oder Kommentare, die direkt in die Design-Daten eingefügt werden müssen. Diese Punkte können vom Designer, Firmware-Ingenieur, Kunden oder Hersteller kommen. Chats können schnell unübersichtlich werden, besonders wenn Sie mit einem entfernten Team zusammenarbeiten.

Wenn Ihre Design-Daten über eine Cloud-Kollaborationslösung zugänglich gemacht werden können, erhält jeder, der an der Erstellung eines neuen Produkts beteiligt ist, Einblick in den Designprozess. Design-Teams, die remote arbeiten, müssen auf einen konsistenten Satz von PCB-Design-Daten zugreifen können, um produktiv zu bleiben und den Kreislauf der Hardware-Entwicklung zu schließen. Diese Art von Lösung ist nur auf einer Cloud-Plattform zu finden, die sich mit Ihren Design-Tools integriert.

Wenn Sie Altium Designer® auf der Altium 365® Plattform nutzen, können Ihr Team und die Stakeholder während eines Hardware-Entwicklungszyklus involviert sein. Altium 365 ermöglicht es Ihnen, Endbenutzer und Hersteller in den Prozess einzubeziehen, was Ihnen helfen kann, eine Designprüfung schneller zu durchlaufen und zeitaufwendige Neugestaltungen zu vermeiden. Jeder in Ihrem Team wird Zugang zu Lieferketten-Daten, Kommentarfunktionen und Datenfreigabe-Tools haben, um die Zusammenarbeit bei der PCB-Entwicklung zu optimieren.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Sie können die Produktseite für eine detailliertere Beschreibung der Funktionen oder eines der On-Demand Webinare überprüfen.