ПРЕСС-ЦЕНТР

«Всё должно быть готово ещё вчера!»

МКА:ВКС, 3/2013

Александр Ковалёв, ЗАО «РТСофт»

Сжатые сроки исполнения проектов – аксиома для любого разработчика. Плюс сложности с формированием и экономией бюджета. В ситуации, когда проблемы выходят из-под контроля, гораздо проще и эффективнее обратиться к профессионалам. Что может дать такой подход разработчику электронного оборудования? В чём его выгода? Реально ли снизить расходы и сократить цикл разработки перспективного продукта и вывода его на рынок? Как защитить свои инвестиции и ноу-хау? Обо всём этом говорится в данной статье.

Жизнь разработчиков электронного оборудования никогда не была лёгкой. Быстрая смена и усложнение технологий, конкуренция, нехватка времени, кадровый и финансовый голод – кого ни спроси от Японии до Америки, от России до Австралии, 95% скажут примерно одно и то же. «Всё должно быть готово ещё вчера!» Кому из разработчиков не приходилось слышать эту фразу от заказчиков или собственного начальства?!

Сжатые сроки исполнения проектов – аксиома для любого разработчика. Плюс постоянная «головная боль» по поводу того, как добывать деньги и решать поставленные задачи в условиях дефицита времени.

В ситуации, когда проблемы выходят из-под контроля, гораздо проще и эффективнее обратиться к профессионалам – так же, как мы это делаем в обычной жизни, приходя с головной болью к врачу или вызывая на дом электрика.

Что может дать такой подход разработчику электронного оборудования? В чём его выгода? Реально ли снизить расходы и сократить цикл разработки перспективного продукта и вывода его на рынок? Как защитить свои инвестиции и ноу-хау? Обо всём этом мы поговорим на примере деятельности дизайн-центра ВКТ «РТСофт», предоставляющего услуги разработчикам целевых аппаратных платформ и ПО для встраиваемых приложений.

Самое главное – интересы разработчика

Прежде всего нужно отметить одну очень важную вещь. Чтобы помогать разработчику в решении стоящих перед ним проблем, недостаточно одного умения справляться со сложными техническими задачами. Любая схема подобного типа работает только в одном случае – когда её ключевым элементом, стержневой фигурой является разработчик. Его выгоды, его жизненно важные интересы – это и есть точка отсчёта. Именно от неё мы и отталкиваемся, приступая к совместной работе. Иначе невозможно – тоже своего рода аксиома.

В чём же состоят интересы разработчика? Для абсолютного большинства основной интерес состоит в том, чтобы работать в меру, разумно распределяя энергозатраты, а также время и нервы, зарабатывая при этом адекватные деньги и получая творческое удовлетворение в позитивной среде обитания. Само собой, всё это на фоне сокращения и удешевления циклов разработки конкурентоспособных целевых решений. В понимании и поддержке этих целей и заключается важнейшая миссия команды дизайн-центра «РТСофт». Это основа стратегии нашего взаимодействия с разработчиком на всех этапах, начиная с самого первого – экспертизы или разработки технического задания.

Высший приоритет – ультрасовременным технологиям

Выбор технологической платформы – важнейшая составляющая процесса разработки любого электронного оборудования. Разработчика всегда привлекали и будут привлекать новейшие технологии с высшим уровнем производительности и передовой функциональностью, упрощающей решение целевых задач. Работать на пике технологий – это не только полезно и эффективно для бизнеса. Это современно, это позитивно, это, в конце концов, драйв и жизнь в тренде. Жить на острие прогресса гораздо веселее! Заметим, что это ещё и выгодно, потому что открываются заманчивые перспективы с точки зрения прибыли, привлечения заказчиков, освоения новых рынков.

Сказанное в полной мере относится к технологиям класса COM (Computer-on-Module), ставшим в последние годы сверхпопулярными среди разработчиков встраиваемых систем во всём мире. Ключевым направлением деятельности дизайн-центра ВКТ «РТСофт» является ускорение и упрощение труда отечественных разработчиков, применяющих в своих разработках различные COM-стандарты: ETX, COM Express (PICMG COM.0) и SMARC. Речь идёт о решениях с широчайшим диапазоном применения, включающим энергетику, промышленность, телекоммуникационную отрасль, транспорт, оборонный комплекс, информационно-развлекательные системы, приборостроение, системы управления движением, системы безопасности, РЭБ и т. д.

Архитектура COM Express в особом представлении не нуждается – самый успешный за всю историю компьютерной индустрии вариант технологии COM, имеющий статус международного стандарта де-юре и де-факто. Напомним также, что это открытый международный стандарт ассоциации PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group), ориентированный главным образом на использование x86-совместимых процессоров (и частично QorIQ от Freescale Semiconductor) (рис. 1−3).

Рис. 1. Одно из наиболее существенных достоинств технологии COM Express - поддержка новейших поколений процессоров с наивысшим уровнем производительности. На снимке: серийный модуль COM Express формфактора basic на основе процессора Intel Core четвёртого поколения

Рис. 1. Одно из наиболее существенных достоинств технологии COM Express – поддержка новейших поколений процессоров с наивысшим уровнем производительности. На снимке: серийный модуль COM Express формфактора basic на основе процессора Intel Core четвёртого поколения

Рис. 2. Модуль COM Express (формфактор basic) компании Kontron, выполненный на основе 32-разрядного процессора Freescale QorIQ P2020. В стандартном исполнении устройство рассчитано на эксплуатацию в температурном диапазоне от 0 до + 60 C, в защищённом - от - 40 до + 85 C

Рис. 2. Модуль COM Express (формфактор basic) компании Kontron, выполненный на основе 32-разрядного процессора Freescale QorIQ P2020. В стандартном исполнении устройство рассчитано на эксплуатацию в температурном диапазоне от 0 до + 60° C, в защищённом – от − 40 до + 85° C

Рис. 3. Современные COM-решения обеспечивают поддержку практически любых доступных уровней вычислительной производительности и энергопотребления. На снимке: модуль COM Express формфактора mini на основе двухъядерного Intel Atom

Рис. 3. Современные COM-решения обеспечивают поддержку практически любых доступных уровней вычислительной производительности и энергопотребления. На снимке: модуль COM Express формфактора mini на основе двухъядерного Intel Atom

Стандарт SMARC (Smart Mobility ARChitecture) группы SGET (Standardization Group for Embedded Technologies) был анонсирован в 2012 году (под рабочим названием ULP-COM). Пока он менее известен, но имеет очень хорошие перспективы. Откуда такая уверенность? Всё очевидно: этот стандарт предназначен для сверхкомпактных встраиваемых устройств с ультранизким энергопотреблением. Архитектура SMARC идеально подходит для применения современных процессоров ARM и перспективных х86-совместимых SoC-решений компании Intel (рис. 4, 5). По сути это передний край развития полупроводниковых технологий и микропроцессорных архитектур. Добавим, что в качестве формфактора модулей SMARC используется известный стандарт МХМ 3.0, предоставляющий для ультракомпактных и недорогих решений великолепные возможности.

Рис. 4. Архитектура SMARC идеально подходит для сверхкомпактных встраиваемых устройств с ультранизким энергопотреблением на основе современных ARM-процессоров и SoC. На снимке: модуль SMARC на основе чипа Nvidia Tegra 3

Рис. 4. Архитектура SMARC идеально подходит для сверхкомпактных встраиваемых устройств с ультранизким энергопотреблением на основе современных ARM-процессоров и SoC. На снимке: модуль SMARC на основе чипа Nvidia Tegra 3

Рис. 5. Ещё один вариант реализации архитектуры SMARC - модуль с процессором серии i.MX6 компании Freescale Semiconductor

Рис. 5. Ещё один вариант реализации архитектуры SMARC – модуль с процессором серии i.MX6 компании Freescale Semiconductor

В качестве небольшого лирического отступления заметим, что SMARC – это ещё и очень красивая, классная и эффективная идея с инженерной точки зрения. Красота её заключается в том, что она технически виртуозно воплощает в себе ультрасовременные тренды в области портативных электронных систем. На сегодняшний день на рынке просто нет другой модульной архитектуры класса COM, оптимизированной для ARM-процессоров и перспективных SoC-чипов с аналогичными характеристиками (включая невысокую стоимость и широкую доступность).

Логистика должна быть разумной

Применение модулей COM Express и SMARC сулит разработчикам немалые преимущества. Одно из важнейших – существенное упрощение и удешевление логистики при закупке и хранении компонентов.

В интересах разработчика иметь дело с минимальной номенклатурой применяемых компонентов, особенно если речь идёт о выпуске ограниченных партий изделий (скажем, от единиц до нескольких тысяч единиц продукции в год). Широкая номенклатура используемых компонентов – сущий кошмар с точки зрения логистики. Кому доводилось заниматься проектированием электронных устройств, не дадут соврать. Попробуйте-ка для начала зарядить службу логистики, чтобы они закупили несколько десятков или сотен единиц номенклатуры от разных поставщиков, обеспечить хранение, входной контроль, управление неликвидами. Что будет дальше, предсказать нетрудно: здесь пять недель поставки, там – двадцать, могут прислать и дефектные микросхемы, и без документации. Приключений у компаний-разработчиков в этом смысле хватает... К тому же все эти неизбежные «приключения» очень дорого стоят, начиная с затрат на кадры и квадратные метры под них и заканчивая затратами на хранение и иное обеспечение стоимости владения. Хлопотно это и дорого.

Поэтому, если позволяет экономическая ситуация, очень часто оказывается гораздо выгоднее не делать собственное компьютерное ядро в своей системе, а купить готовый серийный COM-модуль и использовать его как основу создаваемого продукта, обвязав его нужной системой ввода-вывода, механикой и софтом. Скорее всего, это выйдет существенно дешевле и быстрее, чем всё делать с нуля. Причём дешевле с любой точки зрения, включая оптимизацию внутренних инженерных и бизнес-процессов. В сущности именно в этом и состоит основное достоинство СОМ-решений. Именно поэтому они так популярны у разработчиков.

Эффективность и защита инвестиций – наша общая цель

Методология COM обеспечивает разработчику мощнейший пласт технологических преимуществ – поддержку разнообразных процессорных архитектур (в том числе экзотических) практически любого доступного уровня производительности, многопроцессорности (многоядерности), любых ОС, коммуникационных интерфейсов и т. д. И всё это – в сочетании с возможностями быстрого освоения и удобством в использовании. Но разработчику не только нужно вовремя сделать продукт с требуемыми характеристиками. Его очевидный интерес – сократить расходы на выполнение проекта.

Кроме того польза разработчику от потраченных усилий на освоение СОМ-технологий должна быть не разовой, а многократной. Есть полный смысл повышать эффективность своей работы, многократно используя и продавая единожды созданную компетенцию. Архитектуры СОМ дают для реализации этой простой и эффективной идеи самые лучшие возможности.

Реально ли всего этого добиться? Безусловно. Каким образом? Миссия дизайн-центра ВКТ «РТСофт» состоит в том, чтобы помогать отечественным разработчикам быстро и бюджетно создавать новые компетенции в рамках открытых стандартных платформ на базе модулей COM Express и SMARC. В частности, в процессе совместной работы мы бесплатно обеспечиваем инженерные консультации, предоставляем доступ к инженерной документации и сервисам (схемотехнические решения, 3D-модели устройств, уведомления производителей об изменении технических спецификаций продуктов (PCN), образы ОС, драйверы, BIOS и т. д.). Мы также предлагаем комплекты разработчика для тестирования прикладного ПО (для решений на базе архитектур ARM в реализациях Freescale, Nvidia и Texas Instruments и Intel – вплоть до процессоров Intel Core третьего и четвёртого поколений), обучающие курсы по разработке плат-носителей для модулей COM Express и SMARC в учебном центре «РТСофт».

Предпроектную подготовку, в частности разработку ТЗ (или модификацию уже имеющегося), в 9 из 10 случаев мы также выполняем бесплатно. Это один из факторов невысокой стоимости наших услуг и прямая выгода для разработчика. Кроме того это очень наглядное доказательство нашего стремления эффективно и максимально лояльно реализовать совместный проект, выстраивая взаимовыгодную систему взаимоотношений с клиентами, ориентированную на долговременное партнёрство (вплоть до сертификации конечных изделий и поддержке всего их долгого жизненного цикла).

Инженерный потенциал дизайн-центра ВКТ «РТСофт» позволяет решать сложные технические задачи именно тем способом, который является оптимальным с точки зрения защиты инвестиций и интересов разработчика. В дальнейшем, по завершении проекта, дизайн-центр передаёт разработчику целевого изделия полный комплект КД и ПО, без каких бы то ни было ограничений в правах собственности. Такой подход нечасто встретишь на рынке, но мы сознательно идём на это. Наша цель – самый высокий темп разработки успешного изделия на базе лучших COM-технологий и обеспечение максимально безопасного и независимого бизнеса наших клиентов. Именно при таком подходе разработчик в итоге получает не только собственное решение, отлаженное и оптимизированное под конкретную задачу, но и полное эксклюзивное право распоряжаться этим решением по своему усмотрению.

Опора на актуальные тренды развития

Решая конкретные инженерные задачи, дизайн-центр «РТСофт» в первую очередь опирается на самые популярные, фундаментальные технологии, определяющие магистральные тренды развития отрасли встраиваемых систем в целом и сегмента COM-решений в частности. Здесь сосредоточены наши корневые компетенции, среди которых:

  • архитектурные основы и особенности применения встраиваемых процессоров (в частности, новейших поколений процессоров Intel Core, Atom, AMD APU, ARM и QorIQ);
  • современные ОС, технологии их портации и переноса между аппаратными платформами;
  • использование высокоскоростных интерфейсов (PCI Express 2.x/3.x, USB 2.0/3.0, SATA, Gigabit и 10 Gigabit Ethernet, DP/HDMI и т. д.);
  • беспроводные технологии связи и позиционирования (GSM/3G, GPRS, Wi-Fi, LTE, GPS, ГЛОНАСС);
  • средства мониторинга (контроля состояния) систем и их компонентов (в том числе в режиме удалённого доступа).

Какого рода задачи мы имеем в виду, говоря о базовой функциональности плат-носителей для модулей COM Express и SMARC? Вот некоторые из них:

  • проектирование плат-носителей с заданными геометрическими и эксплуатационными характеристиками c поддержкой современных FPGA-микросхем и реализацией самых разнообразных интерфейсов;
  • поддержка стандартных и заказных устройств охлаждения;
  • написание драйверов, разработка пакетов BSP для различных ОС (Windows, Linux, VxWorks, LynxOS);
  • адаптация BIOS (поддержка нестандартных устройств, расширенные опции начальной загрузки системы, дополнительные функции обеспечения безопасности и т. д.);
  • перенос ПО на встраиваемые платформы с новейшими поколениями микропроцессоров, включая семейства x86, ARM и QorIQ;
  • разработка и интеграция промежуточного и прикладного ПО;
  • проектирование оптимальных механических корпусов для различных стандартных или нестандартных систем (Box PC, ATR, телекоммуникационное оборудование, M2M, HMI и т. д.)

Отдельно следует упомянуть о задачах, связанных с поддержкой популярных системных, периферийных и сетевых интерфейсов. В каких случаях имеет смысл привлекать дизайн-центр «РТСофт» к решению таких задач? Возьмём для примера PCI Express – интерфейс, без которого разработчикам встраиваемых систем, если они хотят оставаться конкурентоспособными на рынке, по нынешним временам никак не обойтись. При этом качественная реализация различных подсистем ввода-вывода PCI Express – дело совсем не простое. Для этого нужны: а) существенный объём нормативной базы; б) современный парк контрольно-измерительного оборудования; в) опыт работы в аналогичных проектах и поддержка со стороны серьёзных групп разработчиков, работающих в ведущих компаниях (например, Kontron, GE Intelligent Platforms и Tews Technologies); г) опыт работы с новейшими CAD/CAM-системами и партнёрство с надёжными контрактными производителями плат.

Кто всем этим располагает, тем мы ни в коем случае не советуем отдавать на сторону решение задач, связанных с PCI Express и вообще СОМ-аппаратурой. Разумнее обходиться своими силами. Но если вы не готовы решительно вкладываться в создание новых компетенций, возможно, это повод обратиться в дизайн-центр «РТСофт». По крайней мере на первом, наиболее рискованном этапе создания новых перспективных систем.

Верификация снижает риски

Ещё одно важное направление деятельности дизайн-центра «РТСофт» – верификация разрабатываемых плат-носителей для модулей COM Express и SMARC. Верификация включает тщательную проверку работы всех функциональных интерфейсов (PCI Express, USB 2.0 и 3.0, Gigabit Ethernet, DP/HDMI, LVDS и др.), а также подсистемы вторичного электропитания и других функциональных блоков. Кроме того платы-носители и COM-модули тестируются на совместимость с популярными устройствами Mini PCIe, обеспечивающими поддержку различных коммуникационных технологий (GSM/3G, GPRS, Wi-Fi, LTE и т. д.) и периферийных интерфейсов.

Зачем нужна верификация? Прежде всего это свидетельство опыта сервисной команды «РТСофт» и, как следствие, снижение рисков для разработчиков, которые с нами взаимодействуют. Доказанная совместимость верифицированных платформ «РТСофт» с модулями COM Express и SMARC ведущих производителей – это, по сути, знак качества. Среди успешно протестированных платформ «РТСофт» выделим современный вариант ультракомпактного носителя «Кена», оптимизированный для работы с беспроводными коммуникациями. Плата-носитель «Кена» поддерживает модули COM Express на основе x86-совместимых процессоров и может применяться как самостоятельный продукт либо в качестве инструментальной платформы для разработки бюджетных малогабаритных встраиваемых решений.

Дизайн носителя носит референсный характер. Это позволяет быстро адаптировать его функциональность к условиям почти любого конкретного приложения, если есть такая потребность. По индивидуальным заказам обеспечиваются проектирование, производство и поставка корпусов, оптимизированных для установки носителей «Кена» и модулей COM Express совместимых типов. Возможные варианты исполнения платформы включают поддержку температурного диапазона от – 40 до + 85° C, что дополнительно расширяет возможности её применения.

Другой пример верифицированных решений «РТСофт» в архитектуре COM Express – HMI-платформа жёсткого исполнения на основе процессоров Intel Atom, выполненная на основе модуля COM Express mini. Платформа (рис. 6) обладает устойчивостью к неблагоприятным условиям эксплуатации и предназначена для использования в сфере промышленной автоматизации и на транспорте. При этом она может быстро и бюджетно адаптироваться для создания компактных решений иного назначения.

Рис. 6. Пример верифицированной референсной платформы "РТСофт" - бортовой компьютер "РТКон" класса HMI для ответственных приложений (устройство выполнено на базе модуля COM Express с процессором Intel Atom)

Рис. 6. Пример верифицированной референсной платформы «РТСофт» – бортовой компьютер «РТКон» класса HMI для ответственных приложений (устройство выполнено на базе модуля COM Express с процессором Intel Atom)

Стартовые комплекты разработчика на базе собственных носителей COM Express и SMARC своим ключевым партнёрам мы предоставляем абсолютно бесплатно. Это ещё один шаг по удешевлению и ускорению разработки целевых решений, который в конечном итоге помогает нашим партнёрам повышать их качество и конкурентоспособность.

Доверие – важнейший фактор успеха

Не будем моралистами – взаимодействие между людьми возможно и при отсутствии доверия между ними. Скажем, у политиков испокон веков так заведено, однако охотники вступать в коалиции почему-то не переводятся. Как говорится, был бы повод.

Однако в нашем случае атмосфера доверия между дизайн-центром ВКТ «РТСофт» и целевым разработчиком, открытость и управляемость всеми инженерными и оргпроцессами просто жизненно необходимы. Здесь речь идёт не о политических комбинациях, а о насущных интересах – защите инвестиций, решении сложных инженерных задач в сжатые сроки, создании и передаче компетенций и т. д. Контроль всех стадий исполнения проекта, плотная работа инженеров и менеджеров в рамках совместных групп – абсолютно необходимый фактор для рождения доверия и позитивной работы.

Дизайн-центр ВКТ «РТСофт» готов пройти с разработчиком целевой системы весь путь создания встраиваемого решения, от экспертизы или разработки ТЗ до серийного производства готовых изделий, включая стадии макетирования и опытных образцов, стадии всех типов испытаний, сертификации и т. д. При этом важно отметить, что разработчику конечной целевой системы даются возможность и инструменты, чтобы реально контролировать наши ресурсы в своих интересах. Это и есть лучшая форма доверия!

Заключение

Мы постарались обрисовать основные сервисы и выгоды, которые дизайн-центр ВКТ «РТСофт» может предложить разработчикам встраиваемых решений сегодня.

Возможных схем взаимодействия – множество. Жизнь не стоит на месте, технологии развиваются, наши сервисы тоже совершенствуются. Но главное для нас было и останется неизменным: ключевой фигурой, стержневым элементом при любой схеме взаимодействия является разработчик.

Мы сами разработчики и хорошо понимаем глубинные интересы наших партнёров. Именно так мы и действуем – исходя из выгод наших партнёров, то есть разработчиков целевых систем.

Всем, кто пока думает, обращаться к нам или нет, предлагаем небольшой тест (см. ниже). Если ответите «да» более чем на половину вопросов, значит, есть смысл позвонить в дизайн-центр «РТСофт»:

  1. Хотели бы вы получать удовольствие от работы с ультрасовременными встраиваемыми технологиями, в частности с процессорами Intel Core четвёртого поколения, Atom, AMD APU, ARM или QorIQ?
  2. Хотели бы вы получить ответ на вопрос: какие именно аппаратные и программные технологии способны ускорить и удешевить ваш конкретный проект?
  3. Хотели бы вы сконцентрироваться на решении своих основных прикладных задач, не тратя десятков человеко-месяцев на войну с зависаниями ОС или сбоями в работе сетевых протокольных стеков?
  4. Бывают ли в вашей жизни моменты, когда возникает желание сильно наказать своих снабженцев, производственников и финансистов?
  5. Хотелось бы вам, однажды спроектировав важнейшие узлы своих систем, многократно продавать эти компетенции в различные проекты, не делая работу заново?
  6. Хотелось бы вам иметь стартовые инструментальные наборы в кратчайшие сроки и желательно бесплатно и с хорошей поддержкой?
  7. Нужны ли вам компактные, надёжные, быстро модернизируемые решения, мало зависящие от быстрой смены поколений микропроцессоров, энергоэффективные, способные поддержать широчайший спектр системного ПО?
  8. Хотели бы вы иметь больше свободного времени и добиться роста собственной зарплаты или доходов благодаря эффективности решения своих профессиональных задач?
  9. Сталкиваетесь ли вы с давлением руководства, требуюшего делать всё быстрее и лучше, но за те же деньги?
  10. Хотели бы вы иметь партнёров и друзей с позитивным взглядом на жизнь, любящих рыбалку, спорт, охоту, семейный отдых и путешествия?

Всем удачи! Пусть ваша работа принесет вам удовольствие и лучшую зарплату!