Lời khuyên cho việc quản lý Chu kỳ Phát triển Phần cứng

Thiết kế PCB giống như một câu đố tuyệt vời, nhưng mỗi chu kỳ phát triển phần cứng có thể phức tạp và đòi hỏi sự hợp tác từ nhiều người. Dưới đây là cách bạn có thể kiểm soát quá trình này.

Khi tôi bắt đầu với một dự án mới, tôi biết đã đến lúc phải đảm bảo mọi người trong nhóm của tôi hiểu rõ về yêu cầu bảng mạch và yêu cầu tổng thể của nền tảng. Nhiều việc chúng tôi làm ngày nay không chỉ là bố trí; chúng tôi đã phải đảm nhận việc lập trình firmware nhúng, giám sát sản xuất, và tương tác trực tiếp với khách hàng cuối để đảm bảo các yêu cầu dự án được thực hiện. Mọi người tham gia cần truy cập vào cùng một bộ dữ liệu thiết kế (bao gồm cả mã!) để đo lường tiến độ trong suốt dự án.

Nếu bạn muốn vượt qua một chu kỳ phát triển phần cứng mà không cần thiết kế lại hoặc lỗi chạy bảng mạch, điều quan trọng là cách bạn hợp tác, đặc biệt nếu bạn làm việc trong một nhóm thiết kế PCB từ xa. Dưới đây là một số chiến lược quản lý và hợp tác đơn giản bạn nên theo dõi để giúp bạn vượt qua các chu kỳ thiết kế thành công.

Chu kỳ Phát triển Phần cứng cho PCB

Vượt qua chu kỳ phát triển phần cứng và quản lý thành công một dự án đến khi hoàn thành không phải là nhiệm vụ dễ dàng, đặc biệt là khi làm việc với một đội ngũ từ xa. Các dự án đơn giản có thể được giao cho một nhà thầu hoặc một nhà thiết kế cá nhân, nhưng các dự án phức tạp đòi hỏi rất nhiều công sức để dự án thành công.

Một chu kỳ phát triển phần cứng điển hình được hiển thị dưới đây. Lưu ý rằng chỉ có một trong những giai đoạn này liên quan đến thiết kế PCB thực sự; hai giai đoạn này tập trung vào việc thu thập và phân tích yêu cầu, và giai đoạn cuối cùng tập trung vào việc xây dựng và kiểm tra sản phẩm. Trong suốt quá trình, bạn sẽ cần hợp tác với nhiều bên liên quan để hoàn thành thành công một dự án phức tạp. Hãy tiếp tục đọc để xem một số mẹo thành công trong từng lĩnh vực này.

Thu Thập Yêu Cầu Đầy Đủ và Sớm Nhất Có Thể

Có lẽ nhóm quan trọng nhất trong quá trình thiết kế sản phẩm là khách hàng và người dùng cuối của bạn. Nếu bạn muốn một chu kỳ phát triển phần cứng tạo ra một sản phẩm hữu ích và hoạt động đúng cách, bạn sẽ cần thu thập yêu cầu sản phẩm của họ trước khi bạn bắt đầu thiết kế. Điều này có vẻ như một nhiệm vụ đơn giản, nhưng nếu bạn bỏ lỡ một yêu cầu sản phẩm đơn giản, bạn có thể đang chuẩn bị cho một quá trình thiết kế lại rộng lớn.

Dưới đây là một số lĩnh vực mà bạn nên thu thập yêu cầu đầy đủ từ khách hàng cuối hoặc người dùng:

• Thông số kỹ thuật mong muốn. Những yếu tố như thời gian sử dụng pin/mức tiêu thụ năng lượng, yêu cầu về tính toàn vẹn tín hiệu, các linh kiện đặc biệt hoặc vị trí đặt trên bảng mạch, và thậm chí những điều đơn giản như đèn LED chỉ báo hay kích thước bảng mạch nên được xác định sớm. Phân loại những điểm này thành yêu cầu bắt buộc và yêu cầu nên có.

• Lin kiện cần thiết. Khách hàng cuối cùng hoặc thông số kỹ thuật có thể yêu cầu bạn phải sử dụng một linh kiện cụ thể làm bộ xử lý (ví dụ, MCU hoặc SoC cụ thể). Nếu bạn biết mình sẽ cần những linh kiện này, và bạn đã xác minh chúng có sẵn, bạn có thể nghiên cứu kỹ thông số kỹ thuật sớm và xem chúng sẽ phù hợp như thế nào với sản phẩm cuối cùng. 

• Yêu cầu về nền tảng. Nếu bạn đang phát triển một hệ thống nhúng, bạn có thể cần thu thập một bộ yêu cầu khác liên quan đến cách hệ thống của bạn cần giao tiếp với một nền tảng hoặc ứng dụng lớn hơn. 

• Trải nghiệm người dùng. Người dùng cuối của sản phẩm này sẽ mong đợi điều gì? Đây là một câu hỏi quan trọng cần đặt ra vì nó sẽ thông báo cho các yêu cầu kỹ thuật. Nó thậm chí có thể tiết lộ một cách mới để tạo ra thiết kế, hoặc có thể yêu cầu xem xét lại một số thông số kỹ thuật. Một lần nữa, phân loại yêu cầu về trải nghiệm người dùng thành yêu cầu bắt buộc hoặc nên có.

• Khả năng mở rộng. Thế giới phần mềm rất giỏi trong việc thiết kế để có khả năng mở rộng bởi vì việc thêm các tính năng mới vào một phần mềm rất dễ dàng. Điều này không phải lúc nào cũng đúng với phần cứng. Thiết kế để có khả năng mở rộng có nghĩa là thiết kế hệ thống để có thể chứa thêm các tính năng khi cần thiết. Việc đơn giản như việc đặt thêm công tắc, cầu hàn có thể hàn, hoặc đầu nối trên các chân không sử dụng cho phép người dùng cuối tạo thêm các kết nối hoặc chỉnh sửa thiết kế trong tương lai.

Đôi khi khách hàng cuối cùng hoặc người dùng không biết chính xác họ muốn hoặc cần gì trong sản phẩm mới của họ. Tôi thấy điều này xảy ra khi khách hàng cuối không phải là kỹ sư phần cứng, vì vậy việc truyền đạt dữ liệu kỹ thuật cho họ không thực sự hữu ích để bạn có được câu trả lời bạn cần. Thay vào đó, hãy truyền đạt các lựa chọn thiết kế PCB cho nhóm cổ đông này dưới góc độ trải nghiệm người dùng cuối, thay vì ý nghĩa về mặt điện. Điều này giúp người dùng cuối đưa ra quyết định chắc chắn về những gì họ muốn trong sản phẩm cuối cùng.

Sau khi bạn đã thu thập các yêu cầu về sản phẩm và trải nghiệm người dùng, đã đến lúc bắt đầu tổ chức lại một sản phẩm thực sự trong công cụ thiết kế PCB của bạn. Bạn chính thức bước vào giai đoạn thiết kế. Dưới đây là một số chiến lược mà tôi đã tìm thấy giúp mọi người duy trì hiệu suất làm việc và giảm thời gian thiết kế tổng thể.

Sử dụng Bảng Phát Triển Trong Quá Trình Thiết Kế

Mỗi khi chúng tôi cần tạo một hệ thống nhúng với một MCU/FPGA trung tâm và nhiều IC, chúng tôi luôn mua một bảng phát triển cho mỗi thành phần. Những bảng này được thiết kế chính xác để hỗ trợ các thành phần bạn cần với ít vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu nhất. Điều này cung cấp một cách dễ dàng để bắt đầu lập trình bộ điều khiển chủ và xác minh liệu các thành phần khác nhau trong hệ thống sẽ tạo ra trải nghiệm người dùng mong muốn hay không.

Một khi bạn đã xác nhận mọi thứ trên bảng phát triển, việc chuyển mã của bạn sang một nguyên mẫu và bắt đầu khắc phục bất kỳ lỗi nào trong hệ thống hoàn chỉnh của bạn trở nên dễ dàng hơn nhiều. Điều này cũng có thể giúp các kỹ sư của bạn phát triển yêu cầu kiểm tra chức năng cho một sản phẩm mới trước khi tiếp xúc với nhà sản xuất.

Tập Trung Giao Tiếp và Chia Sẻ

Do vì giao tiếp ở giai đoạn đầu rất quan trọng trong một chu trình phát triển phần cứng thành công, nhóm của bạn và các bên liên quan dự án nên sử dụng một giải pháp tập trung để giao tiếp. Các công cụ chat như Skype rất tốt cho những cuộc trò chuyện nhanh chóng và cập nhật không chính thức, nhưng các thiết kế phức tạp thường cần một số câu hỏi hoặc nhận xét được đặt trực tiếp vào dữ liệu thiết kế. Những điểm này có thể đến từ nhà thiết kế, kỹ sư firmware, khách hàng, hoặc nhà sản xuất. Các cuộc trò chuyện có thể trở nên lộn xộn nhanh chóng, đặc biệt là khi bạn đang hợp tác với một nhóm từ xa.

Khi dữ liệu thiết kế của bạn có thể được truy cập thông qua một giải pháp hợp tác trên đám mây, mọi người tham gia vào việc tạo ra một sản phẩm mới đều có cái nhìn rõ ràng vào quá trình thiết kế. Các nhóm thiết kế làm việc từ xa cần truy cập vào một bộ dữ liệu thiết kế PCB nhất quán để duy trì năng suất và đóng vòng lặp trong chu trình phát triển phần cứng. Loại giải pháp này chỉ có thể được tìm thấy trên một nền tảng đám mây tích hợp với các công cụ thiết kế của bạn.

Khi bạn sử dụng Altium Designer® trên nền tảng Altium 365®, đội ngũ và các bên liên quan của bạn có thể tham gia suốt chu kỳ phát triển phần cứng. Altium 365 cho phép bạn đưa người dùng cuối và nhà sản xuất vào quá trình này, giúp bạn hoàn thành xem xét thiết kế nhanh hơn và tránh những thiết kế lại tốn thời gian. Mọi người trong đội của bạn sẽ có quyền truy cập vào dữ liệu chuỗi cung ứng, tính năng bình luận, và công cụ chia sẻ dữ liệu để giúp tối ưu hóa sự hợp tác thiết kế PCB.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bạn có thể kiểm tra trang sản phẩm để biết mô tả tính năng sâu hơn hoặc một trong những Hội thảo Trực tuyến Theo Yêu cầu.