Coraz więcej urządzeń komercyjnych bazuje na projektach open source

Podczas projektowania PCB w sposób tradycyjny aplikacji high-speed lub podobnych wielu inżynierów odwołuje się do dokumentacji, korzysta ze wsparcia technicznego producentów, licząc, że dzięki wiedzy i doświadczeniu uda im się wykonać projekt prawidłowo. Z kolei dzięki łatwości implementacji projektów open source inżynier nie musi już być ekspertem w każdej fazie projektowania PCB, co jest szczególnie korzystne przy najbardziej wymagających sekcjach projektu, takich jak np. część zasilająca, której zaprojektowanie od zawsze było trudne. Takie elementy, jak złożone sekcje zasilające, interfejsy high-speed i ścieżki, czy nawet trakty komunikacyjne z dopasowaną impedancją, mogą być dzięki open source szybko i łatwo powielone.

Wyzwania i korzyści

Prawdopodobnie najważniejszym wyzwaniem przy wykorzystaniu projektu open source jest zmiana rodzaju wymaganej wiedzy i podejścia do projektu. Inżynier wykorzystujący gotowy projekt open source traci możliwość poznania podstaw, których może nauczyć się przy projektowaniu od zera, takich jakim jest zestaw reguł projektowania w zakresie EMC, integralności sygnałowej i innych. Inżynierowie niekorzystający wcześniej z open source muszą być przygotowani na problemy pojawiające się w różnych fazach projektowania. Z kolei ci, którzy są z projektami open source zaznajomieni mogą utracić możliwość dokładniejszego poznania projektu. Przy braku znajomości podstaw trudne może być w przyszłości dopasowanie się do wymagań nowych projektów.

Komputer jednopłytkowy BeagleBone Black to przykład projektu wykonanego w architekturze otwartej

Z drugiej jednak strony, użycie projektów open source umożliwi spojrzenie na projektowanie PCB z innej perspektywy. To, co obecnie jest wadą takich projektów, może stać się ich zaletą, gdyby potraktować je jako punkt startowy w procesie nauki. Inżynier może zagłębić się w źródłowy projekt PCB, przyjmując go za punkt odniesienia, od którego może się cofnąć, by lepiej zrozumieć przyczynę rozmieszczenia elementów w dany sposób. Pozwala to uczyć się z gotowych projektów, co nie zawsze jest możliwe przy tradycyjnym projektowaniu PCB.

W zastosowanym projekcie open source można analizować jego poszczególne obwody, projekt mozaiki ścieżek. Spojrzenie wstecz od gotowego projektu pozwoli na poznanie podstaw doświadczalnie, takich jak np. zarządzanie ciepłem czy rozkład elementów sekcji zasilającej. Są to działania podobne do reverse engineering, jednak w tym przypadku nie trzeba się skupiać na poznaniu elementarnych zagadnień jak odtworzenie schematu na podstawie gotowego układu.

Możliwe problemy

Przed migracją do open source należy uświadomić sobie, że nie każdy tego typu projekt został dobrze przetestowany. Jego autor może nie wiedzieć, czy dany rozkład elementów będzie odpowiedni także w innym przypadku, a kolejną kwestią, która może sprawić problem, jest zarządzenie ciepłem. Po prostu trudno jest rzetelnie ocenić niezawodność danego projektu open source, jeśli nie wiadomo, kto jest jego autorem lub autorów jest wielu, bo dzieło jest efektem pracy grupy.

Inżynierowi wykorzystującemu gotowy projekt może się na początku wydawać, że płytka działa prawidłowo, więc wdrożyłby ją u siebie. Jednak już w fazie testowania mogą ujawnić się błędy, jeśli nie była przetestowana na tyle, by uzyskać zgodność ze specyfikacją lub np. spełnić wymagania w zakresie zaburzeń emitowanych lub przewodzonych.

Z reguły, jeśli projekt pochodzi od producenta półprzewodników lub większej organizacji, to prawdopodobnie będzie bardziej odporny i niezawodny od projektu znalezionego na stronie internetowej lub pobranego z forum.

Lepsze poznanie projektów otwartych zwiększy ich popularność w stosunku do projektów tradycyjnych. Zrozumienie zalet open source, towarzyszących im wyzwań i związanych z nimi możliwościami nauki przełoży się na korzyści nie tylko dla inżynierów i producentów, ale także dla całej branży elektroniki.

Grzegorz Michałowski