Ôtez vos chaussures : bien aborder la conception modulaire pour la gestion de l'obsolescence

J’ai remarqué qu’il y existait deux sortes de gens dans le monde : ceux qui ont un grand placard rempli de chaussures qu'ils utilisent peu pour leurs activités quotidiennes et ceux qui possèdent seulement quelques paires de chaussures (trop) usées qu'ils vont traîner jusqu'à ce que les trous au niveau de l'orteil deviennent intolérables. Je fais partie de ces derniers, et malheureusement pour mon actuelle paire de baskets, il est temps de les remplacer. Mais il y a toujours un moment clé pour remplacer les vieilles chaussures : repérer le moment où l'usure de votre paire actuelle est juste plus désagréable que la rigidité d’une nouvelle paire qui doit encore être rodée.

Malheureusement, savoir quand remplacer vos chaussures semble être un processus plus intuitif que le suivi et la gestion de l'obsolescence en électronique. En effet, la gestion de l’obsolescence en fin de vie d'un composant représente toujours un véritable défi dans le domaine de la conception électronique. Lorsque des composants individuels deviennent obsolètes avant que le produit n'atteigne la fin de son cycle de vie (EOL), on se retrouve face à un réel problème de transition. Par exemple, les microcontrôleurs sont fréquemment remplacés par des versions plus récentes, en raison de leurs cycles de vie brefs, de cinq ans ou moins. En raison de leur durée de vie limitée, les produits ayant un long cycle de vie, tels que des enregistreurs de données industrielles et les horodateurs pour le stationnement des véhicules, doivent continuellement relever le défi qui consiste à assurer la survie de leurs microcontrôleurs et à les faire remplacer régulièrement.

Si vous n’êtes pas préparé, la migration vers un nouveau microcontrôleur peut s'avérer problématique, car cela implique une coordination étroite (et une éventuelle mauvaise communication) entre les développeurs hardware et firmware. Toutefois, en suivant ces trois conseils clés sur la conception modulaire, vous serez à même de développer un processus de transition vers un nouveau microcontrôleur tout en douceur :

1. Modulariser les conceptions schématiques pour minimiser les changements

S'il est nécessaire de réviser votre conception pour la migration vers un MCU, les schémas modulaires peuvent vous faire gagner énormément de temps. Conserver tous vos schémas dans un fichier de conception unique peut paraître pratique, mais ce n'est pourtant pas toujours utile ! Remplacer un microcontrôleur obsolète par un nouveau peut s'avérer problématique si les broches de ces deux composants ne sont pas compatibles. Dans ce cas, le microcontrôleur ne peut pas être remplacé tant que les autres éléments n'ont pas été eux-mêmes déplacés manuellement et que chaque connexion n'a pas été reconnectée.

Une conception schématique modulaire est une bien meilleure option, qui vous permet de placer le microcontrôleur sur une seule feuille schématique et d'utiliser des nœuds ou des ports pour le connecter à d’autres modules. En optant pour une telle approche, vous n'avez plus qu'à modifier le module schématique du microcontrôleur. C'est une méthode bien plus simple et efficace que l'utilisation de schémas non modulaires.

Pour vous aider, vous pouvez également créer un tableau dans une feuille de calcul pour vous assurer que les broches sont correctement mappées au nouveau microcontrôleur. Cela permet de réduire le risque d’erreurs tout en révisant le nouveau PCB. Mais si la fin de vie d'un composant affecte l’un de vos produits, vous pouvez envisager d’utiliser la fonctionnalité de gestion du cycle de vie des composants dansAltium Vault afin de mieux surveiller et synchroniser votre conception.

Isolez vos schémas par un système de modules afin de minimiser les changements qu'implique la migration vers le nouveau MCU.

2. Développer un code portable pour faciliter la migration

Créer le bon code ne consiste pas seulement à traiter des pages et des pages d’instructions de programmation et à se procurer le hardware nécessaire pour travailler. Programmer un bon firmware consiste à établir une hiérarchie systématique pour préparer le module de codage et à minimiser les modifications apportées au niveau du code source lors de la migration vers un nouveau microcontrôleur. Plus le code est portable et structuré, mieux c’est.

Le code source d’un système peut être divisé en différents niveaux de matériel tels que les entrées, les émetteurs-récepteurs asynchrones universels (UART) et les minuteries. Ces modules de hardware configurent et interagissent avec le registre du microcontrôleur. Les codes source dédiés à l’algorithme du système sont placés dans une section distincte. Par exemple, les modules de base de données Database, d'interface de communication Modbus et d'enregistrement des données Data Logging ne dépendent pas du hardware et peuvent être placés séparément.

Par conséquent, lors de la transition vers un nouveau microcontrôleur, seul le code source associé à la partie interne du microcontrôleur doit être modifié. Cette approche réduit le temps nécessaire à la modification du firmware pour adapter le nouveau microcontrôleur. Si vous adoptez la bonne structure, le processus de transition peut commencer pendant que l’équipe chargée du hardware révise la conception.

3. Choisir des microcontrôleurs compatibles avec les broches pour gagner du temps

Veiller à ce que la réussite du routage du PCB soit le moyen le plus efficace pour gagner du temps et économiser votre énergie lors de la migration vers de nouveaux microcontrôleurs. La partie la plus fastidieuse de la migration vers un nouveau microcontrôleur est le processus qui consister à remapper chaque signal à d’autres composants du circuit. Lorsque le microcontrôleur possède des centaines de broches, des erreurs mineures peuvent venir compliquer la transition. Par conséquent, il est plus prudent de demander au fabricant si le microcontrôleur obsolète nécessite un remplacement broche-à-broche.

J’ai moi-même vécu le problème de fin de vie d'un composant quand un de mes dessins contenait le microcontrôleur NXP ARM7 de la gamme LPC2368. La chance était cependant de mon côté, puisque le microcontrôleur le plus récent était compatible avec les broches de ma conception : j'ai donc échappé à l'interminable tâche qui consiste à réviser le circuit imprimé lui-même. Ceci dit, il arrive parfois que les modèles compatibles avec vos broches ne soient pas disponibles, auquel cas la conception hardware doit être révisée.

Utiliser un microcontrôleur compatible avec les broches permet donc d’éviter la révision du hardware.

Préparer les dessins à l'aide de logiciels de gestion de l’obsolescence

Créer une conception de circuits imprimés efficace est un objectif difficile à atteindre sans un flux de travail rationalisé, un accès à l’historique de la conception et la possibilité de personnaliser les composants. Dans l'idéal, le concepteur doit être en mesure de surveiller les modifications indépendantes et modulaires qui affectent tous les composants tout en assurant une synchronisation globale. Gérer la fin de vie des composants grâce à un système modulaire optimisé et réduire la charge de travail répétitif à chaque transition à l'aide d'un logiciel de gestion de l’obsolescence permet de minimiser les surprises et le travail supplémentaire durant tout le processus de transition. Le logiciel de conception de PCB CircuitStudio offre une solution complète et ultra-moderne.

Vous aimeriez apprendre à mieux préparer vos conceptions pour gérer l'obsolescence des composants ? CircuitStudio pourrait bien être l'outil idéal pour préparer votre conception à anticiper les problèmes habituels, comme la transition vers un nouveau microcontrôleur. Contactez un expert chez Altium dès maintenant si vous avez besoin de plus de conseils.